Лента TH Статьи о науке и технике


Новый шаг к возникновению молекулярной электроники – токопроводящая ДНК

∴ 123

T4nGneO-300x185

Молекулярная электроника – это новейшее направление в электронике, где все компоненты реализуются на молекулярном уровне. В этой отрасли сейчас делаются важные открытия.

На данный момент разработаны диоды, транзисторы и несложные вычислительные системы с молекулярной структурой. Однако пока всё это находится только на уровне лабораторий. Поводом к этому является тот факт, что пока не существует надёжного связующего звена, которое будет объединять молекулярные составляющие разных типов в общую схему. Важное достижение в этой сфере было сделано учёными Еврейского университета в Иерусалиме. Исследователи сделали молекулы ДНК, способные проводить электричество, и нашли способ реализовать высокоточные измерения их проводящих характеристик. Это открытие – одно из наиважнейших в области молекулярной электроники.

Раньше исследователи уже делали попытки применять молекулы ДНК как монтажные платы или каркасы для размещения молекулярных электронных компонентов с длиной примерно 6 нм. Эти опыты не закончились успешно из-за многих факторов, и главный из них – это то, что учёные пробовали воплотить принцип самосборки схемы. Эта операция не всегда заканчивалась успешно. Даже когда процесс самосборки завершался удачей, было невозможно точно провести измерения всех параметров схемы. Её нельзя было подключать ни к источнику питания, ни к любому устройству.

Нашёлся только один возможный выход из положения: применение длинных молекул ДНК, играющих роль проводников, через которые происходит обмен сигналами и получение энергии. В этой ситуации исследователи столкнулись со сложностью измерения силы тока, пропускаемого одной цепочкой ДНК. В разных условиях опыта получались противоречащие данные.

Недавние исследования израильских учёных привели к разработке возможности точно измерить силу тока, пропускаемого через цепочку ДНК. Специально созданные цепочки способны пропускать ток силой более 100 пикоампер (пА). При этом длина проводника могла бы превышать 100 нм.

Разработки учёных дают возможность в будущем реализовывать программируемые электросхемы, основанные на длинных цепочках ДНК. Из них будет возможно составить сложнейшие системы с молекулярной структурой, инновационные процессоры, по сложности устройства во много раз превышающие современные кремниевые. Такие процессоры будут гораздо более простыми в изготовлении и дешёвыми. Об этом рассказал один из исследователей профессор Дэнни Порат. К сожалению, по словам учёного, этого нельзя ждать очень скоро. Сейчас существует много препятствий в технологии создания одинаковых молекул и их правильного размещения на подложке из кремния или металла.