Cables de ADN autoalineables para aplicaciones en nanoelectrónica

Como la continua miniaturización en la microelectrónica ya está comenzando a alcanzar los límites físicos, los investigadores del sector están buscando nuevos métodos de fabricar dispositivos. Un candidato prometedor es la técnica de origami de ADN (o papiroflexia de ADN), en la que hebras individuales de esta biomolécula se autoensamblan en nanoestructuras de forma arbitraria. Sin embargo, la formación de circuitos enteros requiere de la colocación controlada de estas estructuras de ADN sobre una superficie, algo que hasta ahora sólo ha sido posible mediante técnicas muy elaboradas.

Ahora, unos investigadores del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR por sus siglas en alemán) han ideado una estrategia más simple que combina el origami de ADN con la formación de patrones autoorganizados.

El método desarrollado por el equipo de Adrian Keller basa su sencillez en el hecho de que una vez se ha creado la infraestructura necesaria, el resto del trabajo de montaje corre esencialmente por cuenta de la naturaleza.

Los físicos utilizaron esta técnica para producir tubos pequeños con longitudes de 412 nanómetros y diámetros de 6 nanómetros. Estas estructuras se pueden utilizar como andamios para la fabricación de componentes nanoelectrónicos, como por ejemplo nanocables.


Lo que parece una serie de dunas de arena, en realidad es más pequeño que un grano de arena. Gracias a las interacciones electrostáticas de superficie, los nanotubos de ADN (mostrados aquí en rojo) se alinean a lo largo del nanopatrón prefabricado sobre una superficie de silicio. (Imagen: Adrian Keller, Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf)

Con el fin de alinear estos nanotubos sobre la superficie, los investigadores se basaron en un principio de autoorganización que es bastante común en la naturaleza. Por ejemplo, el viento puede formar patrones ordenados en la superficie de arena de una playa. En el caso de este trabajo actúan procesos similares. Keller y sus colegas irradian con iones la superficie sobre la que quieren colocar las nanoestructuras. En este caso, la superficie es la de las obleas de silicio con las que trabajan. La irradiación con iones hace que aparezcan espontáneamente nanopatrones ordenados que se asemejan a dunas de arena en miniatura.

Mediante interacciones electrostáticas entre nanoestructuras de ADN cargadas y la superficie cargada, los nanotubos se alinean por sí mismos en los valles entre las dunas.

A diferencia de estrategias anteriores, la nueva técnica es rápida, barata y sencilla.

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