(PhysOrg.com) - Usando un concepto llamado origami de ADN, Los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona están tratando de allanar el camino para producir las próximas generaciones de productos electrónicos.

Están buscando avances en nanotecnología que tengan el potencial de permitir la creación de componentes más pequeños para la electrónica industrial y de consumo, como los iPods, iPads y dispositivos similares.

Los fabricantes quieren hacer que los dispositivos sean más pequeños e "más inteligentes". El problema es que esto requiere fabricar las partes eléctricas internas de dichos dispositivos a una escala nanométrica aún menor. al mismo tiempo que aumenta la capacidad de los componentes para realizar una serie de procesos informáticos, funciones de comunicación y multimedia.

Reducir el tamaño de estos componentes se volvería mucho más caro si se utilizara el método actual de fabricación de componentes microelectrónicos, como las unidades centrales de procesamiento (CPU) de todas las computadoras.

Hongbin Yu y Hao Yan de ASU se están uniendo para desarrollar la base de un nuevo método de fabricación que mantendrá los costos bajos.

Yu es profesor asistente en la Escuela de Electricidad, Computadora, e Ingeniería Energética, una de las Escuelas de Ingeniería Ira A. Fulton de ASU. Yan es profesor en el Departamento de Química y Bioquímica de la Facultad de Artes y Ciencias Liberales de ASU.

Los detalles de su progreso se han informado recientemente en Nano letras , una revista líder en nanociencia y tecnología publicada por la American Chemical Society. La noticia también ha aparecido en Chemistry World, un sitio web de noticias de ciencia y tecnología de la Royal Society of Chemistry, la principal organización europea para el avance de las ciencias químicas.

Yu explica que él y Yan están explorando "cómo utilizar la litografía de arriba hacia abajo combinada con nanoestructuras de autoensamblaje de abajo hacia arriba modificadas para guiar la colocación de nanoestructuras en la superficie de la oblea de silicio".

La litografía de arriba hacia abajo es un proceso mediante el cual los elementos del circuito eléctrico en una oblea de silicio se construyen cortando y grabando, de una manera similar a como se hacen las esculturas. Así es como se fabrican los chips de computadora de hoy.

El autoensamblaje de abajo hacia arriba es un proceso en el que las moléculas y / o los materiales a nanoescala se autoensamblan en las estructuras deseadas utilizando enlaces químicos o varias interacciones similares.

Yu y Yan han descubierto una forma de utilizar el ADN para combinar eficazmente la litografía de arriba hacia abajo con enlaces químicos que implican el autoensamblaje de abajo hacia arriba.

Se trata de una técnica de diseño de "origami de ADN" similar al arte o técnica tradicional japonesa de doblar papel en formas decorativas o representativas. Permite que las hebras de ADN se doblen en algo parecido a un tablero de clavijas en el que se pueden unir diferentes moléculas.

Permitir que varias moléculas se unan al ADN produce configuraciones de nanoestructuras más pequeñas, lo que abre el camino a la construcción de componentes de dispositivos electrónicos más pequeños.

En el pasado, se ha demostrado que es difícil combinar la litografía de arriba hacia abajo con el autoensamblaje de abajo hacia arriba porque las nanoestructuras de ADN necesarias para que esto suceda se unirían indiscriminadamente a la plataforma de silicio (llamada sustrato), el material sobre el que se encuentra un circuito electrónico. fabricado.

“Ha habido pocas demostraciones exitosas de cómo colocar estas nanoestructuras ensambladas de abajo hacia arriba en la superficie del sustrato donde desea que estén, "Yu explica, "Porque no puedes simplemente ejecutar estos dispositivos, necesitas saber dónde conectar qué ".

Para resolver el problema, El equipo de investigación de Yu prefabricado una "nano-isla" de oro en lugares específicos sobre un sustrato de silicio, luego aplicó el origami de ADN que tiene extremos químicos específicos que se unirán solo a la isla de oro y no a la oblea de silicio. Esto permite que los nanotubos de ADN se adhieran solo a las islas.

El trabajo demuestra que es posible que se pueda usar una doble hélice de ADN para construir estructuras unidimensionales y bidimensionales que permitan la fabricación de dispositivos de memoria electrónica más pequeños, a un costo que sería mucho menor que los métodos de fabricación actuales.

Se necesita más progreso, Yu dice.

“Con esta demostración pudimos construir patrones en la superficie que consisten solo en nanotubos de ADN unidimensionales, pero nuestra investigación muestra que es posible producir estructuras bidimensionales e incluso más sofisticadas que son bloques de construcción esenciales para circuitos electrónicos a nanoescala, ”Yu dice. "Así que este es solo el comienzo de muchas posibilidades fascinantes por realizar".