ДНК привлекает внимание как носителя генетической информации, так и как возможного материала для нанопроводов в молекулярной электронике.
Международная команда исследователей, состоящая из российских учёных (включая представителей МФТИ) и израильских коллег, разработала нанопроволоки из молекул ДНК и серебряных наночастиц. Advanced Materialsи помещены на обложку.
Электронные схемы и приборы все чаще становятся более компактными и производительными. Но традиционная электроника приближается к технологическому пределу, а получение эффективных наноэлементов остается важной задачей для миниатюризации и совершенствования электронных и оптических устройств. Переход к молекулярной электронике, основанной на использовании отдельных молекул в качестве элементов, может быть перспективным решением. Молекулы ДНК благодаря своей структуре и способности к самоорганизации могут стать базовыми элементами многих схем.
Если бы молекулы ДНК могли воспроизводимо проводить электрический заряд, создание новых поколений электронных схем и устройств было бы простым делом. В некоторых случаях проводимость ДНК очень низкая, особенно если молекула закреплена на твёрдой поверхности. Мы обнаружили, что ДНК из гуанин-цитозиновых пар может взаимодействовать с наночастицами серебра и «забирать» атомы этого металла, тем самым металлlizing . лаборатории медицинских нанотехнологий ФНКЦ ФХМ и преподаватель кафедры молекулярной и трансляционной медицины МФТИ.
ДНК привлекает внимание как хранилище генетической информации, так и в качестве потенциального нанопровода для молекулярной электроники. Авторы статьи раньше выявили у неё необычные свойства. Во-первых,При размещении между двумя сверхпроводниками материал демонстрирует сверхпроводящее поведение (наведенная сверхпроводимость). Во-вторых,Молекулы ДНК могут самостоятельно транспортировать заряд, однако эффективность этого процесса зависит от поверхности, на которой они размещены.
Включение атомов металлов вдоль цепи ДНК может усилить перенос заряда, но равномерное покрытие сложно достичь, а неметаллизированные участки ухудшают проводимость электричества. Авторы исследования заметили, что ГЦ-ДНК (цепь гуанина и комплементарная ей цепь цитозина) можно равномерно покрывать атомами серебра.
Процесс нанесения металла достаточно прост: генную цепь ДНК смешивают с раствором серебряных наночастиц, покрытых. олигонуклеотидамиЧастицы взаимодействуют с ДНК и «отдают» ей атомы на протяжении 2–3 дней (см. схему). В результате ДНК равномерно покрывается атомами серебра. Полученную молекулу учёные называют Э-ДНК. Э-ДНК становится более жёсткой и устойчивой к механическим деформациям, её невозможно разрушить ферментами, специфичными к исходной молекуле. Высота Э-ДНК, наблюдаемая в атомно-силовой микроскоп, увеличивается с 0,7 нм до 1,1 нм.
Так как атомы металла распределены равномерно по всей молекуле ДНК, то можно предположить, что подобная нанопроволока станет хорошим проводником. Дмитрий Клинов.
В будущих исследованиях авторы углубят знания о свойствах Э-ДНК и процессах металлизации.
