Transistor di grafene ricavati dal DNA

Nel mondo dell'elettronica, chip per computer più piccoli, più economici e più veloci significano meglio. Il silicio è stato a lungo utilizzato come materiale per la produzione di chip. Mentre gli scienziati migliorano continuamente la costruzione di chip più piccoli e più veloci, arriva un certo punto in cui il calore e altri fattori di interferenza interrompono alcune funzioni dei chip di silicio.

L'unità di funzionamento principale di un chip è il transistor. I transistor funzionano come piccole porte per segnali elettrici in grado di essere amplificati. Attualmente, una tecnologia promettente potrebbe consentire di costruire transistor più piccoli e più veloci con un minore consumo di energia. Il professore di ingegneria chimica di Stanford Zhenan Bao e i suoi coautori, gli ex borsisti post-dottorato Fung Ling Yap e Anatoliy Sokolov, hanno rivelato la procedura di utilizzo del DNA come modello per assemblare la nuova generazione di chip elettronici basati su questo noto materiale prodigioso, il grafene, al posto del silicio.

Bao e i suoi colleghi ritengono che le proprietà fisiche ed elettriche del grafene potrebbero fornire un chip molto veloce che richiede solo una quantità minima di energia. A causa della sottigliezza del grafene - un atomo di spessore e 20-50 atomi di larghezza - hanno avuto l'idea di usare il DNA, che contiene chimicamente atomi di carbonio, per fornire un modello per la sintesi del grafene. Le caratteristiche fisiche e il sistema organizzativo del DNA consentono agli scienziati di assemblare il modello di grafene in modo efficiente.

Il team di Stanford ha avviato il processo immergendo un piatto di silicio in una soluzione ricca di DNA e allungando i filamenti di DNA con un pettine omogeneo. In seguito, il DNA sul piatto è stato trattato con una soluzione di sali di rame in cui gli ioni di rame sono stati inglobati nel DNA. Il DNA drogato con rame è stato poi riscaldato e immerso in gas metano idrocarburo. Il calore innescato in questa procedura rilascia alcuni atomi di carbonio che si formano in un nido d'ape di grafene di carbonio puro.

Secondo Bao, il processo non è ancora perfetto perché non tutti gli atomi di carbonio si sono formati in strutture a nido d'ape - alcuni si sono raggruppati in schemi irregolari. Tuttavia, questa tecnica a basso costo ha un grande potenziale e potrebbe sostituire il silicio.