DNA forma componentes eletrônicos de elétron único

Redação do Site Inovação Tecnológica -  21/10/2016

O elétron "tunela" pelo nanocomponente - ele o atravessa como uma onda, e não como uma partícula. [Imagem: Nano Letters]

Automontagem

Além de servir como manual de instruções para a estruturação da vida, o DNA parece também ser capaz de guiar a construção de estruturas inorgânicas - mais especificamente, de componentes eletrônicos.

Embora moléculas de DNA venham sendo extensivamente usadas pela nanotecnologia para a construção dos mais variados tipos de dispositivos -computadores de DNA, nanorrobôs e peças para nanomáquinas, entre muitos outros - o trabalho de Kosti Tapio e seus colegas das universidades de Jyvaskyla e Tampere, na Finlândia, é diferente.

A molécula de DNA propriamente dita não integra o dispositivo eletrônico, funcionando com um guia - graças à automontagem do DNA - sobre o qual três nanopartículas de ouro se ajeitam para formar o componente. Depois disso, a molécula permanece no local, servindo como suporte.

As nanopartículas não precisam nem mesmo encostar umas nas outras, já que a eletricidade flui pelo nanofio pelo fenômeno quântico do tunelamento - o que significa que os elétrons atravessam não apenas as partículas, mas também o espaço que restar entre elas.

Em outras palavras, cada nanocomponente produz seus efeitos a cada elétron que passa - é por isso que essa categoria é chamada de componentes de elétron único.

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Automontagem e temperatura ambiente

Todo o processo é baseado na capacidade de automontagem do DNA, o que permite fabricar milhares desses componentes em uma única batelada.

E a grande expectativa com estes resultados iniciais é que esses nanofios podem manter seu funcionamento de forma consistente até a temperatura ambiente - a maioria dos experimentos baseados em efeitos quânticos depende de temperaturas criogênicas.

A equipe agora pretende sintetizar componentes mais complexos, que possam ser usados para montar circuitos.

"As excelentes propriedades de automontagem do DNA, junto com técnicas já maduras para sua fabricação e modificação, oferecem uma grande variedade de possibilidades," disse o professor Vesa Hytonen, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Toward Single Electron Nanoelectronics Using Self-Assembled DNA Structure
Kosti Tapio, Jenni Leppiniemi, Boxuan Shen, Vesa P. Hytönen, Wolfgang Fritzsche, J. Jussi Toppari
Nano Letters
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b02378