کاربرد DNA در ساخت رایانه های فردا

روش‌های مرسوم کوچک سازی ترانزیستورها به پایان مرز فیزیکی خود نزدیک می‌شود. بنابراین پژوهشگران در سراسر دنیا در پی روش‌های جایگزین هستند.

یکی از این روش‌ها می‌تواند بکارگیری ساختارهای پیچیده‌ای از مولکول‌ها و اتم ‌ها که خودبخود تشکیل می‌شوند، باشد.

اکنون دانشمندان مرکز Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) و دانشگاه Paderborn University در این راستا به پیشرفت چشمگیری دست یافته‌اند. فیزیکدان‌ها یک جریان الکتریکی را از میان نانووایرهایی با روکش طلا گذرانده‌اند. این نانووایر‌ها  خودبه‌خود از یک رشته DNA تشکیل شده‌اند

.

در نگاه نخست مانند یک خط کرم خورده بر روی یک پس زمینه سیاه و سفید هستند. ولی آنچه با میکروسکوپهای الکترونی می‌توان دید ساختارهای در اندازه نانومتر هستند که می‌توانند با هم ارتباط الکتریکی بگیرند.

دکتر Artur Erbe از  Institute of Ion Beam Physics and Materials Research  از آنچه با این میکروسکوپ می‌بیند بسیار خشنود است! و می‌گوید: "اندازه گیری‌های ما نشانگر آن است که این نانو وایر ها جریان الکتریسیته را عبور می‌دهند." ولی فیزیکدانان می‌گویند که این به تنهایی کافی نیست.

پس از تمام چالش ها برای این کار اکنون برای ساخت این نانو وایر‌ها از اجزایی که DNA  آنها تغییر داده شد، بهره می‌برند.

پژوهشگران برای ساخت نانو وایر، یک تک رشته بلند از مواد ژنتیکی را با قطعات کوتاهتر DNA، از طریق جفت باز ، آمیختند تا یک دو رشته‌ای پایدار بسازند. با این روش ساختار به طور مستقل به شکل دلخواه در می‌آید.

پژوهشگران مرکز HZDR  می‌گویند با این روش که مشابه روش DNA-origami پژوهشگران ژاپنی است ما می‌توانیم الگوهای ریزی(کوچکی) بسازیم. ساخت مدارهای بسیار کوچکی از مولکول ها و اتم ها نیز شدنی است".

این راهبرد که دانشمندان آن را روش "bottom-upپایین به بالا" نامیده اند می‌خواهد رویکرد کنونی تولید قطعات الکترونیکی را بکلی دگرگون کند . تا کنون رویکرد این صنعت "Top-Down بالا به پایین" بوده است که در آن بخش های بزرگتر به بخش های کوچک‌تر تقسیم می‌شوند تا به ساختار دلخواه برسند. ولی بزودی به جایی می‌رسیم که تقسیم کردن و کوچکتر کردن شدنی نباشد.

قطعات تولید شده با این روش بطور چشمگیری از تراشه های رایانه های امروز کوچکتر خواهند بود. از دیدگاه نظری مدارهای کوچکتر آسانتر ساخته خواهند شد. ولی یک چالش وجود دارد:"قطعات ژنتیکی به اندازه جریان گذر نمی‌دهند" بنا براین دکتر Erbe  و همکاران با بهره ازپیوندهای شیمیایی، نانوتیوبهای آبکاری شده با طلا را بر روی وایرهای ساخته شده از DNA قرار دادند.