德国研究人员首次在DNA纳米线中检测到电流

KaiyuanEditor

光明网讯，据德国赫姆霍兹研究中心官网9日报道，该中心德累斯顿罗森多夫实验室和帕德博恩大学研究人员在开发遗传物质电路方面取得突破：他们通过加入镀金纳米粒子，首次在单链DNA自组装纳米线中检测到电流。相关研究发表在科学期刊《朗缪尔》（Langmuir）上。近年来，计算机芯片重要元件已缩小至14纳米，但传统工艺总是从较大尺寸逐步剪切成想要的结构，这种“自上而下”的方法现已达到物理极限，缩小尺寸越来越难。研究人员一直在寻求可替代的方法，而用原子和分子自组装复杂组件是其中之一。

　　这种自组装就像折纸技术，是一种颠覆传统工艺的“自下而上”方法，小分子自组装成更大的复杂结构，无需剪切缩小。参与研究的阿图尔·埃布解释说，这次的DNA纳米电线是利用一条较长的单链DNA与几个较短DNA片段通过碱基对作用形成，这种DNA折叠技术获得的元件比现有最小计算机芯片组件还要小很多，能用来制造非常小的电路。

但DNA电线长期面临一大难题：不能很好传导电流。埃布和同事克服了这一难题，他们将镀金纳米颗粒键合到DNA电线上，再用电子束光刻技术让每条纳米电线通过电极相连。“将较大电极与DNA结构相连，解决了困扰已久的技术难题，现在我们首次能精确地检测DNA电线内流经的电荷量。”埃布解释道。

　　虽然研究人员真实检测到电流传导，但电流大小与周围温度有关。室温下，纳米线导电性能正常，即使电线间结合不紧密，也会有电子从一个金粒子跳到另一个金粒子上形成电流。

　　埃布指出，目前只能测出有电流，由于传输距离太短，最先进的显微镜也无法捕捉。接下来他们会继续改进，在金粒子中加入导电聚合物材料，优化金属化过程，用性价比更高的金属取代金粒子等。