นักวิจัยได้คิดค้นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสร้างทรานซิสเตอร์คาร์บอน-นาโนทิวบ์ด้วยการควบคุมรูปแบบการจับตัวกันของดีเอ็นเอและโปรตีน เทคนิคใหม่นี้นำเสนอความเป็นไปได้ในการประกอบท่อนาโนเข้ากับวงจรที่ซับซ้อน ซึ่งท้ายที่สุดแล้วสามารถสร้างชิปคอมพิวเตอร์ที่เร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบันทรานซิสเตอร์จิ๋ว ท่อนาโนคาร์บอน (ลูกศร) เชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าสีทองที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง โปรตีนและ DNA ไม่สามารถมองเห็นได้ในภาพนี้
ศาสตร์
ผู้ผลิตชิปพยายามบีบส่วนประกอบจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ
ลงบนชิปตัวเดียว คุณสมบัติที่เล็กที่สุดของไมโครชิปในปัจจุบันคือความกว้างประมาณ 100 นาโนเมตร ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนมีความกว้างประมาณ 1 นาโนเมตรเท่านั้น
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
เทคนิคปัจจุบันในการประกอบท่อนาโนคาร์บอนบนชิปยังไม่ถึงขั้นสร้างวงจรที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม นักวิจัยสามารถวางท่อนาโนคาร์บอนแบบกลไก ทีละชิ้นบนชิป เมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ นักวิจัยจะพบท่อนาโนแต่ละเส้นและค่อยๆ นำมาประกอบเข้ากับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า “มันเหมือนกับการใช้แหนบ” Erez Braun
สถาบันเทคโนโลยี Technion-Israel ในไฮฟากล่าว
เบราน์และเพื่อนร่วมงานใช้ประโยชน์จากลักษณะการจับตัวกันของโปรตีนและดีเอ็นเอ ซึ่งรวมเข้าด้วยกันโดยอัตโนมัติในลักษณะที่คาดเดาได้โดยอัตโนมัติ และประกอบกันเป็นโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบอย่างดี เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีขนาดเท่ากับท่อนาโน นักวิจัยจึงใช้กลยุทธ์ทางชีววิทยาในการประกอบชิ้นส่วนด้วยตัวเองมากขึ้นเพื่อสร้างอุปกรณ์ระดับนาโน
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
Braun กล่าวว่า “การประกอบตัวเองช่วยให้เราสร้างวงจรที่ซับซ้อนได้โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์” “ข้อมูลที่เข้ารหัสในโมเลกุลสามารถกำหนดโครงร่างของวงจรได้”
ในการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ Braun และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทำงานร่วมกับส่วนประกอบต่างๆ ในหลอดทดลองเป็นครั้งแรก เพื่อคิดค้นวิธีการติดท่อนาโนคาร์บอนเข้ากับตำแหน่งที่แม่นยำบนโครงสร้างดีเอ็นเอ นักวิจัยได้ติดโปรตีนจากแบคทีเรียเข้ากับชิ้นส่วนสังเคราะห์ของ DNA สายเดี่ยว เมื่อสิ่งนี้ผสมกับชิ้นส่วน DNA ที่มีเกลียวสองเส้นที่ยาวขึ้น ชิ้นส่วน DNA ทั้งสองจะถูกผูกไว้โดยที่ลำดับของพวกมันตรงกัน จากนั้น นักวิจัยได้ตกแต่งท่อนาโนด้วยโปรตีนตัวที่สองหลายโมเลกุล
นักวิทยาศาสตร์ใช้คอมเพล็กซ์โมเลกุลแทรกซึ่งจับกับโปรตีนทั้งสองชนิด จึงนำท่อนาโนและโมเลกุลดีเอ็นเอมารวมกัน
เมื่อทีม Technion ไหลสารละลายในหลอดทดลองบนชิปซิลิกอน โครงสร้าง DNA-ท่อนาโนติดอยู่กับพื้นผิวชิป ในที่สุด ทีมงานได้เคลือบส่วนปลายของชิ้นส่วนดีเอ็นเอแต่ละชิ้นด้วยหน้าสัมผัสทองคำ ทำให้เกิดวงจรง่ายๆ
เพื่อดูว่าอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานเป็นทรานซิสเตอร์กับชิปหรือไม่
ฐานซิลิกอนทำหน้าที่เป็นประตู นักวิจัยใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ที่แรงดันหนึ่ง กระแสจะไหลผ่านท่อนาโน ที่แรงดันอื่นไม่มีกระแสไหล สถานะทั้งสองนี้เทียบเท่ากับองค์ประกอบ 1 และ 0 ของการคำนวณแบบดิจิทัล “นั่นเป็นวิธีที่ตรรกะในคอมพิวเตอร์ของคุณทำงาน” เบราน์กล่าว นักวิทยาศาสตร์บรรยายผลงานของพวกเขาในวารสารScience ฉบับ วันที่ 21 พฤศจิกายน
Thomas LaBean แห่ง Duke University ในเมือง Durham รัฐนอร์ทแคโรไลนา กล่าวถึงความสำเร็จของ Technion ว่าเป็น “ความก้าวหน้าล่าสุดในสายการวิจัยที่มีแนวโน้มสูง” เขาและเพื่อนร่วมงานของเขากำลังประดิษฐ์โครงสร้าง DNA เพื่อใช้ในการประกอบวงจรท่อคาร์บอนนาโน อย่างไรก็ตาม แทนที่จะเริ่มต้นด้วยสายดีเอ็นเอที่เป็นเส้นตรง LaBean และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังประดิษฐ์โครงร่างดีเอ็นเอสองมิติและสามมิติที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อใช้เป็นวัสดุตั้งต้น
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
