Más pequeño que el virus del SIDA, que es actualmente la circunferencia de los transistores más pequeños. La industria ha reducido los elementos centrales de sus chips de computadora a catorce nanómetros en los últimos sesenta años. Métodos convencionales, sin embargo, están alcanzando límites físicos. Los investigadores de todo el mundo están buscando alternativas. Un método podría ser la autoorganización de componentes complejos a partir de moléculas y átomos. Los científicos de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y de la Universidad de Paderborn han logrado un avance importante:los físicos condujeron una corriente a través de nanocables chapados en oro, que se ensamblaron independientemente a partir de cadenas simples de ADN. Sus resultados han sido publicados en la revista científica Langmuir .

A primera vista, se asemeja a líneas con gusanos delante de un fondo negro. Pero lo que el microscopio electrónico muestra de cerca es que las estructuras del tamaño de un nanómetro conectan dos contactos eléctricos. El Dr. Artur Erbe del Instituto de Investigación de Materiales y Física de Rayos Iónicos está satisfecho con lo que ve. "Nuestras mediciones han demostrado que se conduce una corriente eléctrica a través de estos diminutos cables". Esto no es necesariamente evidente por sí mismo, subraya el físico. Nosotros estamos, después de todo, tratando con componentes hechos de ADN modificado. Para producir los nanocables, los investigadores combinaron una hebra única larga de material genético con segmentos de ADN más cortos a través de los pares de bases para formar una hebra doble estable. Usando este método, las estructuras toman independientemente la forma deseada.

"Con la ayuda de este enfoque, que se asemeja a la técnica japonesa de plegado de papel origami y, por lo tanto, se conoce como origami de ADN, podemos crear pequeños patrones, ", explica el investigador de HZDR." Aquí también se pueden concebir circuitos extremadamente pequeños hechos de moléculas y átomos ". Esta estrategia, que los científicos llaman el método "de abajo hacia arriba", tiene como objetivo dar un vuelco a la producción convencional de componentes electrónicos. "Hasta ahora, la industria ha estado utilizando lo que se conoce como el método 'de arriba hacia abajo'. Se cortan grandes porciones del material base hasta que se logra la estructura deseada. Pronto esto ya no será posible debido a la miniaturización continua". En cambio, el nuevo enfoque está orientado a la naturaleza:moléculas que desarrollan estructuras complejas a través de procesos de autoensamblaje.

Puentes dorados entre electrodos

Los elementos que de este modo se desarrollan serían sustancialmente más pequeños que los componentes de chips de computadora más pequeños de la actualidad. Teóricamente, los circuitos más pequeños podrían producirse con menos esfuerzo. Hay, sin embargo, un problema:"La materia genética no conduce una corriente particularmente bien, ", señala Erbe. Por lo tanto, él y sus colegas han colocado nanopartículas chapadas en oro en los cables de ADN mediante enlaces químicos. Utilizando un método" de arriba hacia abajo ", la litografía por haz de electrones, posteriormente hacen contacto con los cables individuales de forma electrónica". Esta conexión entre los electrodos sustancialmente más grandes y las estructuras de ADN individuales se han enfrentado a dificultades técnicas hasta ahora. Combinando los dos métodos, podemos resolver este problema. Por lo tanto, podríamos determinar con mucha precisión el transporte de carga a través de cables individuales por primera vez, "añade Erbe.

Como han demostrado las pruebas de los investigadores de Dresde, en realidad, se conduce una corriente a través de los cables chapados en oro, es decir, sin embargo, depende de la temperatura ambiente. "El transporte de carga se reduce simultáneamente a medida que disminuye la temperatura, "describe Erbe". A temperatura ambiente normal, los cables funcionan bien, incluso si los electrones deben saltar parcialmente de una partícula de oro a la siguiente porque no se han fusionado por completo. La distancia, sin embargo, es tan pequeño que actualmente ni siquiera aparece con los microscopios más avanzados ". Para mejorar la conducción, El equipo de Artur Erbe tiene como objetivo incorporar polímeros conductores entre las partículas de oro. El físico cree que el proceso de metalización también podría mejorarse.

Él es, sin embargo, en general satisfechos con los resultados:"Pudimos demostrar que los cables de ADN chapados en oro conducen energía. De hecho, todavía estamos en la fase de investigación básica, por eso estamos usando oro en lugar de un metal más rentable. Tenemos, sin embargo, dio un paso importante, lo que podría hacer posibles los dispositivos electrónicos basados ​​en el ADN en el futuro ".