2005
Революція в електроніці: Вчені створили найменший у світі діод з ДНК
— Технології&Авто
Дослідники університетів Джорджії в США і Бен-Гуріона в Ізраїлі поправили основи сучасної електроніки, створивши найменший діод в світі з молекули ДНК. Діод настільки крихітний, що його неможливо розгледіти навіть через звичайний мікроскоп.
Діоди – це електронні пристрої, які проводять струм лише в одну сторону. Майже вся сучасна техніка працює на силіконових чіпах, для створення яких потрібні мільйони діодів. Чим менше розмір цих крихітних провідників – тим вище процесінгова потужність чіпа. Тому зменшення діода до розміру ДНК і стало справжнім проривом в електроніці.
«Протягом 50 років ми збільшували обчислювальну потужність все більше, роблячи чіпи все менше і менше, але зараз ми виходимо за фізичні межі кремнію», – говорить провідний дослідник Бінгшен Зюй (Bingqian Xu), з університету Джорджії.
«Наше відкриття може привести до прогресу в проектуванні і будівництві нанорозмірних електронних елементів, які як мінімум в 1000 разів менше, ніж поточні компоненти», – додав професор.
У гонитві за зменшенням розміру діодів вчені вже давно намагалися використовувати в проектуванні окремі молекули – найменші з усіх можливих стабільних структур. Керуючись цією логікою, команда професора Зюй виявила, що ідеальний кандидат в «нанодіоди» – це ДНК: макромолекула одночасно і передбачувана за структурою, і різноманітна, а також легко піддається програмуванню.
Однак вчені не були впевнені, чи зможе ДНК проводити електричний струм так, як це має робити діод. В ідеалі, діод повинен блокувати 100% струму в одному напрямку і дозволяти йому без обмежень протікати в іншому. На ділі ж сьогоднішні діоди допускають невелику витік струму в зворотному напрямку.
Для створення діода з ДНК вчені використовували крихітний молекулярний ланцюжок з 11-ти нуклеотидів (для порівняння: кожна клітина людини містить спіраль ДНК з трьох мільярдів нуклеотидів). Потім учені додали в ДНК спеціальну речовину Кораліна – і підключили до електронної мережі довжиною всього кілька нанометрів.
Несподівано для себе дослідники виявили, що ДНК – прекрасний діод, через який струм в одному напрямку протікає в 15 разів краще, ніж в зворотному.
«Ця знахідка вельми суперечить здоровому глузду, так як молекулярна структура в ДНК не повинна змінювати симетрію після введення Кораліна», – зазначив професор Зюй.
Незважаючи на всю важливість відкриття, у ДНК-діода є один недолік: він не настільки ефективний, як інші молекулярні діоди, створені раніше. Однак він набагато менше будь-якого з них, а це означає, що діодів з ДНК поміститься на чіпі більше, ніж інших. Це, в свою чергу, дозволить створювати електронні пристрої менших розмірів з більшою продуктивністю.
Зараз команда вчених працює над підвищенням ефективності ДНК-діодів, щоб вони змогли конкурувати з кремнієвими. Від такої можливості дух захоплює – уявіть собі електроніку, побудовану на молекулярному рівні. Майбутнє надихає.
За матеріалами: Ain.Ua
Поділитися новиною
