מדענים יוצרים מוליכים תלת ממדיים ננומטריים מבוססי DNA
צוות מדענים בינלאומי, המורכב ממדענים אמריקאים וישראלים, הצליח לראשונה להשיג חומר מוליך-על במבנה תלת-ממדי. במקביל שימשו בסיס למוצר מולקולות DNA בהרכבה עצמית.
איך יצרת ננו-תלת מימד
מהנדסים ממעבדת ברוקוואבן (ארה"ב), אוניברסיטת קולומביה (ארה"ב) ואוניברסיטת בר-אילן (ישראל) הצליחו להתפתח הבסיס ליצירת אדריכלות ננו-מוליכות בכמויות גדולות, שהתבררו כמבוססות על הרכבה עצמית של מולקולות DNA עם קבוע תְצוּרָה.
הודות לתכנות המבני, ה- DNA מסוגל לספק פלטפורמה להרכבה ויצירה של מבנים שתוכננו בעבר, על פי מעבדת ברוקהוובן.
אך יש חסרון משמעותי אחד, כלומר השבריריות של ה- DNA, שאינה מאפשרת להשתמש בו לבנייה מחומרים אנאורגניים.
בעבודה מדעית חדשה הוכיחו מדענים שהם מסוגלים לקחת את בסיס פיגום ה- DNA ליצירת תלת מימד מבנים שניתן להפוך לאחר מכן במלואם לחומרים אנאורגניים, למשל, מוליכי-על.
על מנת לחזק את פיגום ה- DNA, החליטו המהנדסים לצפות אותו בסיליקון דו חמצני. לאחר מכן, המבנה שהתקבל נבדק באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים (NSLS-II) וודא כי המבנה המתקבל תואם במדויק לפרמטרים שצוינו בעבר.
לכן, ציפוי ה- DNA עם דו תחמוצת הסיליקון יצר מבנה יציב מכנית עבור מדענים, האידיאלי ליישום של חומרים אנאורגניים.
לאחר מכן, סריגי ה- DNA שהופכו בצורה זו הופנו למכון בר-אילן, שם הם יישמו ניוביום של מוליך-על בטמפרטורה נמוכה על ידי אידוי.
יחד עם זאת, התהליך כולו היה נתון לשליטה קפדנית, כך ששכבת הניוביום כיסתה את המסגרת כולה באופן שווה ובשום מקרה לא חדרה לחומר העבודה דרך כל הדרך, כך שלא היה קצר.
למעשה, הטכנולוגיה הזו אוריגמי DNA אינו חדש וקיים כ- 15 שנה, אך עד כה איש לא יישם מוליך-על בדרך זו.
לשם מה זה
מחברי המחקר מצפים כי המבנים המתקבלים ישמשו במגברי אות שיכולים להגביר הן את המהירות והן את הדיוק של מחשבים קוונטיים. בנוסף, ניתן להשתמש בהם בחיישני שדה מגנטיים רגישים במיוחד במכשירי חקר רפואיים וגיאולוגיים.
מדענים שיתפו את תוצאות עבודתם בדפי כתב העת תקשורת טבע.
אם אהבתם את החומר, הרימו את האגודלים והקפידו להירשם. תודה לך על תשומת הלב!