Fabricar superconductores nanométricos con ADN

Una asombrosa línea de investigación ha comenzado a obtener resultados prometedores en su camino hacia la meta de construir superconductores de tamaño nanométrico mediante la ayuda de ADN, la sustancia estrella de la vida, conocida por su papel fundamental en el transporte de información genética.

Los materiales nanoestructurados tridimensionales (3D) son aquellos con formas complejas (arquitectura horizontal y vertical, en vez de solo horizontal) y tamaños del orden de las milmillonésimas de metro, que pueden conducir la electricidad sin resistencia. Podrían ser utilizados en diversos dispositivos cuánticos. Por ejemplo, tales nanoestructuras superconductoras 3D podrían encontrar aplicaciones en amplificadores de señal para mejorar la velocidad y la precisión de las futuras computadoras cuánticas así como en sensores de campo magnético ultrasensibles para captación de imágenes médicas y cartografiado geológico del subsuelo.

Sin embargo, las técnicas de fabricación tradicionales de la electrónica, como la fotolitografía, se han limitado a las nanoestructuras de tipo 1D (esencialmente cables) y 2D (películas delgadas).

Ahora, el equipo internacional de Oleg Gang, del Laboratorio Nacional estadounidense de Brookhaven, ha desarrollado una plataforma para fabricar de manera fácil y rápida nanoarquitecturas superconductoras en 3D con la configuración decidida de antemano.

Esta plataforma se basa en el autoensamblaje del ADN en las formas 3D deseadas a nanoescala. En el autoensamblaje del ADN, una sola hebra larga de ADN es doblada por hebras complementarias más cortas, a modo de grapas, en lugares específicos, generando así, doblamiento tras doblamiento, formas complejas, de un modo similar a lo que puede conseguirse con el papel mediante la papiroflexia.

La nueva técnica permite crear materiales superconductores tridimensionales altamente nanoestructurados basados en el autoensamblaje de ADN. (Imagen: Brookhaven National Laboratory)

Debido a su programabilidad estructural, el ADN puede proporcionar una plataforma de ensamblaje para construir nanoestructuras siguiendo fielmente su diseño. Sin embargo, la fragilidad del ADN lo hace inadecuado como componente permanente de la estructura de dispositivos funcionales. Además, muchos dispositivos requieren materiales inorgánicos. La clave para usar el ADN está en limitarlo a conformar un andamio o plantilla a partir del cual el material adicional depositado quede fijado del modo deseado. En los últimos experimentos, Gang y sus colegas han demostrado esta función del ADN como andamio. (Fuente: NCYT de Amazings)