Emplean ADN para diseñar nanocircuitos

El logro representa un paso para producir circuitos electrónicos u ópticos en masa, en una escala 10 veces menor que los circuitos más pequeños que ahora son manufacturados.

NanocircuitoCientíficos de la Universidad Duke en Estados Unidos utilizaron las propiedades de autoensamblado del ADN para producir estructuras en escala nanométrica en forma de rejillas, en las cuales los patrones de moléculas pueden ser especificados.

Los científicos aseguraron que el logro representa un paso para producir circuitos electrónicos u ópticos en masa, en una escala 10 veces menor que los circuitos más pequeños que ahora son manufacturados.


En vez de usar el silicio como base para circuitos minúsculos, como se hace en la técnica de fabricación actual de la fotolitografía, los investigadores utilizaron filamentos de ADN para crear rejillas de entre 5 y 10 millonésimas de metro (nanómetros), comparados con los cerca de 65 nanómetros en circuitos de silicio creados mediante la fotolitografía.

Para demostrar su capacidad de producir en masa rejillas con patrones infinitesimales, los científicos crearon conjuntos de trillones de rejillas separadas con las letras “D,” “N” y “A” escritas con una proteína que se puede ver con microscopia de fuerza atómica (AFM).

“El proceso lo hemos descrito creación de enrejados, con los patrones que especificamos, por lo menos multiplicados por diez veces que la mejor litografía utilizada hasta ahora”, dijo Thom LaBean uno de los autores de la investigación.

“Y aun más, porque estamos utilizando los bloques de construcción el ADN que se ensamblan ellos mismos, podemos hacer simultáneamente trillones de copias de una estructura deseada”.

Para crear las minúsculas rejillas minúsculas de ADN, LaBean y sus colegas comenzaron con minúsculos bloques llamados “tejas”. Cada teja fue hecha de filamentos de ADN doblados como limpiadores de tubería en forma de cruz.

En el centro de cada cruz estaba un bucle de ADN que se puede unir a otra molécula alternadamente.

Atada a una molécula se puede obligar a la proteína a dar a la teja una etiqueta visible para el AFM.

Cada parte de la cruz, de cerca de 10 nanómetros de largo, tenía un par de “extremos pegajosos” donde el filamento del ADN tiende a unirse con las bases recíprocas.

Las tejas con los extremos pegajosos complementarios se unen cuando están mezclados.

La estructura de las tejas creó el equivalente molecular de pedazos de rompecabezas que uno mismo montaría solamente en un arreglo específico cuando estaban mezclados juntos, con el bucle de ADN cargado con la molécula que los investigadores deseaban crear.

Nanorompecabezas

En un experimento, los científicos especificaron 16 pedazos únicos del rompecabezas que cupieron juntos como rejilla y que formó un rompecabezas que deletreaba la letra “D.”

Como cada pedazo emparejaría solamente por arriba con sus vecinos predeterminados, los científicos podrían mezclar juntos un trillón de cada tipo de tejas en un conjunto, para generar un trillón de rejillas.

El utilizar especificaciones para cada filamento de la ADN en las tejas demostró ser un problema matemático complejo.

El desafío era especificar una secuencia de bases para cada par de extremos pegajosos en el final de cada uno de los cuatro brazos de 16 de las tejas (un total de 128 secuencias) que pegarían una teja solamente con su vecino previsto y no con cualquier otra teja o sí mismas.

“Resulta que existían muchas combinaciones a considerar”, dijo Christopher Dwyer otro de los científicos involucrados en el experimento.

“Significó un gran numero de búsquedas. Tuvimos que hacer funcionar trescientas computadoras por dos semanas para conseguir una respuesta”.

Los investigadores todavía no han producido un circuito funcional en una rejilla.

Sin embargo, en estudios futuros, planean generar más rejillas de cuatro tejas por cuatro tejas y poblar las rejillas con moléculas que puedan conducir electrones o luz en forma de circuitos simples.

Los investigadores han comenzado a elaborar circuitos para computadoras y piensan que se podrían crear estructuras biológicas que actuarían como minúsculos sensores.

Fuente: El Universal

Comentarios

  • By Carla, Noviembre 25, 2006 @ 11:07 pm

    Como se aplica la nanotecnología en el diseño y producción de materiales de construcción? Especificamente en la teja cerámica?. Ventajas?

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