Los fabricantes de productos electrónicos buscan constantemente formas de hacer chips de computadora más baratos, a menudo reduciendo los costos de producción o reduciendo el tamaño de los componentes. Ahora, los investigadores informan que el ADN, el material genético de la vida, podría ayudar a lograr este objetivo cuando se le da formas específicas a través de un proceso que recuerda al antiguo arte de doblar papel.

Los investigadores presentan hoy su trabajo en la 251ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society (ACS). ACS, la sociedad científica más grande del mundo, está celebrando la reunión aquí hasta el jueves.

"Nos gustaría utilizar el tamaño muy pequeño del ADN, capacidades de emparejamiento de bases y capacidad de autoensamblaje, y dirigirlo para hacer estructuras a nanoescala que podrían usarse para electrónica, "Adam T. Woolley, Doctor., dice. Explica que las características más pequeñas de los chips producidos actualmente por los fabricantes de productos electrónicos tienen 14 nanómetros de ancho. Eso es más de 10 veces más grande que el diámetro del ADN monocatenario, lo que significa que este material genético podría formar la base de chips de menor escala.

"El problema, sin embargo, es que el ADN no conduce muy bien la electricidad, ", dice." Entonces usamos el ADN como un andamio y luego ensamblamos otros materiales en el ADN para formar componentes electrónicos ".

Para diseñar chips de computadora con una función similar a los que produce Silicon Valley, Woolley, en colaboración con Robert C. Davis, Doctor., y John N. Harb, Doctor., en la Universidad Brigham Young, se basa en el trabajo previo de otros grupos sobre origami de ADN y nanofabricación de ADN.

La forma más familiar de ADN es una doble hélice, que consta de dos hebras simples de ADN. Las bases complementarias en cada hebra se emparejan para conectar las dos hebras, como los peldaños de una escalera retorcida. Pero para crear una estructura de origami de ADN, los investigadores comienzan con una sola hebra larga de ADN. La hebra es flexible y floja, algo así como un cordón de zapato. Luego, los científicos lo mezclan con muchas otras hebras cortas de ADN, conocidas como "grapas", que utilizan el emparejamiento de bases para unir y entrecruzar múltiples, segmentos específicos de la hebra larga para formar una forma deseada.

Sin embargo, El equipo de Woolley no se contenta con simplemente replicar las formas planas que se utilizan normalmente en los circuitos bidimensionales tradicionales. "Con dos dimensiones, está limitado en la densidad de componentes que puede colocar en un chip, "Explica Woolley." Si puedes acceder a la tercera dimensión, puedes empaquetar muchos más componentes ".

Kenneth Lee, un estudiante que trabaja con Woolley, ha construido un 3-D, estructura de origami de ADN en forma de tubo que sobresale como una chimenea de sustratos, como el silicio, que formará la capa inferior de su chip. Lee ha estado experimentando con la unión de hebras cortas adicionales de ADN para sujetar otros componentes, como partículas de oro de tamaño nanométrico, en sitios específicos en el interior del tubo. El objetivo final de los investigadores es colocar dichos tubos, y otras estructuras de origami de ADN, en sitios particulares del sustrato. El equipo también vincularía las nanopartículas de oro de las estructuras con nanocables semiconductores para formar un circuito. En esencia, las estructuras de ADN sirven como vigas sobre las que construir un circuito integrado.

Lee está probando actualmente las características del ADN tubular. Planea colocar componentes adicionales dentro del tubo, con el objetivo final de formar un semiconductor.

Woolley señala que una instalación de fabricación de chips convencional cuesta más de mil millones de dólares, en parte porque el equipo necesario para lograr las dimensiones minúsculas de los componentes del chip es caro y porque el proceso de fabricación de varios pasos requiere cientos de instrumentos. A diferencia de, una instalación que aproveche la habilidad del ADN para el autoensamblaje probablemente implicaría una financiación inicial mucho menor, él afirma. "La naturaleza trabaja a gran escala, y es realmente bueno para ensamblar cosas de manera confiable y eficiente, ", dice." Si eso pudiera aplicarse en la fabricación de circuitos para computadoras, existe la posibilidad de enormes ahorros de costes ".