Dado que la miniaturización continua en microelectrónica ya está comenzando a alcanzar los límites físicos, los investigadores están buscando nuevos métodos para la fabricación de dispositivos. Un candidato prometedor es la técnica de origami de ADN en la que hebras individuales de la biomolécula se autoensamblan en nanoestructuras de forma arbitraria. La formación de circuitos completos, sin embargo, requiere el posicionamiento controlado de estas estructuras de ADN en una superficie, algo que anteriormente solo era posible utilizando técnicas muy elaboradas. Ahora, Los investigadores de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) han ideado una estrategia más simple que combina el origami de ADN con la formación de patrones autoorganizados. El método de los investigadores aparece en la revista científica. Nanoescala Número actual.

El Dr. Adrian Keller del Instituto HZDR de Investigación de Materiales y Física de Rayos Iónicos describe el nuevo método:"Su belleza radica en el hecho de que estamos permitiendo que la naturaleza simplemente siga su curso tan pronto como creamos el marco necesario". En la técnica de origami de ADN, las estructuras de ADN se autoensamblan a medida que largas hebras de la biomolécula se pliegan en un complejo, Formas de nanoescala predefinidas mediante el emparejamiento con múltiples hebras de ADN más pequeñas. Los físicos utilizaron la técnica para producir pequeños tubos con longitudes de 412 nanómetros y diámetros de seis nanómetros. Estas estructuras se pueden utilizar como andamios para fabricar componentes nanoelectrónicos como nanocables.

Para alinear estos nanotubos en la superficie, los investigadores se basaron en un principio de autoorganización que en realidad es bastante común en la naturaleza. El viento puede, por ejemplo, formar patrones ordenados en una playa de arena. "Aquí hay procesos similares, ", explica Keller." Irradiamos la superficie sobre la que queremos colocar las nanoestructuras, en nuestro caso, las obleas de silicio - con iones. Esto da como resultado la aparición espontánea de nanopatrones ordenados que se asemejan a dunas de arena en miniatura. En ese punto, nuestro trabajo está prácticamente hecho, ya que los procesos naturales se hacen cargo y hacen todo el trabajo ".

A través de interacciones electrostáticas entre las nanoestructuras de ADN cargadas y la superficie cargada, los nanotubos se alinean en los valles de las dunas. Keller dice:"Esta técnica funciona tan bien que no solo los tubos pequeños siguen los patrones ondulados, incluso replican defectos de patrón ocasionales. Lo que significa que esta técnica también debería permitir la producción de nanocomponentes curvos. "El grado máximo de alineación que los investigadores de Dresde pudieron obtener fue en un patrón de longitud de onda de 30 nanómetros". Es cierto, solo estamos viendo un rendimiento total del 70 por ciento de nanotubos que siguen perfectamente el patrón, "concede Keller." Pero sigue siendo impresionante teniendo en cuenta el proceso natural que utilizamos ".

Porque a diferencia de los enfoques anteriores, según Keller, la nueva técnica es rápida, barato, y simple. "Hasta ahora, tuvimos que recurrir a técnicas litográficas y tratar la superficie con productos químicos para alinear las nanoestructuras de ADN. Aunque esto produce el resultado deseado, no obstante, complica los procesos. Nuestra nueva técnica ofrece una alternativa mucho más simple ". Dado que la alineación de los tubos pequeños se basa exclusivamente en la interacción electrostática con la superficie preestructurada, Utilizando este método particular, los nanotubos también podrían organizarse en matrices más complejas, como circuitos electrónicos. Keller está convencido de que se pueden conectar a transistores individuales, por ejemplo, y conectarlos eléctricamente:"De esta manera, Los nanocomponentes basados ​​en ADN podrían integrarse en dispositivos tecnológicos y contribuir a una mayor miniaturización ".