ДНК штампана плоча

Запитаћете се, свакако, а где тога има: моћнији, бржи, штедљивији и јевтинији чипови? Зар то није вечни сан сваког произвођача из микроелектронске индустрије?

Научници из ИБМ-овог истраживачког центра и Калифорнијског института за технологију недавно су обзнанили да је начињен одлучујући пробој ка том циљу. Крупним корацима су узнапредовали у обједињењу литографског поступка усецања и самосклапања којим ДНК склопове у виду оригамија наносе на површину данашњих полупроводничких материјала. (Оригами је јапанска техника склапања дводимензионалних и тродимензионалних фигура од хартије).

Другим речима, ицртавају одговарајућа удубљења као што се то сада увелико изводи на силицијумским плочицама.

Израда полупроводничких делова годинама је суочена са огромним изазовом: како урезивати постојећим начином (ласерским зрацима) обрасце уже од 22 нанометра (нанометар је милионити делић милиметра) и правити транзисторе, најбитније састојке микропроцесора, од нове грађе  угљеникових наноцеви или силицијумских наножица.

Стручњаци Великог плавог” су премостили тај јаз постављајући својеврсне скеле на молекулу дезиксирибонуклеинске киселине: милиони угљеникових наноцеви се поређа и самоуреди у захтеване шаре, што је једнако усецању малецних жљебова ширине 22 нанометра.

Корист од дотичног приступа заснива се на чињеници да ДНК прошарана сићушним цртицама служи као својеврсна, голим оком невидљива, штампана плоча, са свим неопходним делићима  угљеникових наноцевима, наножицама и наночестицама  кудикамо мања од данашњих. Отварају се, даскле, технолошка врата за обликовање употребљивих справица које се могу убацити у многе веће скаламерије.

Поступак припремања ДНК оригамија, осмишљен у Калифорнијском институту за технологију, натерује појединачне молекуле да се самосклапају и самоуређују у раствору. То је, у ствари, међуделовање (реакција) између дугачког струка појединачне ДНК вируса и мешавине кратких синтетичких ниски олигонуклеотида. Потоње су нека врста кратких одсечака у налик на штапиће који делотворно савијају ДНК вируса у пожељене дводимензионалне облике преко спајања сагласних базних парова.

Тако настају места за причвршћивање мајушних (нано) делића, са размаком од само шст нанометара. А ти делићи сличе на квадрат, троугао или звезду: на једној ивици достижу 100-200 нанометара, а дебљине колико и сама двострука завојница ДНК.

Литографски шаблони начињени су у ИБМ-у коришћењем уобичајеног полупроводничког поступка, истог оног којим се усецају удубљена на постојећим чиповима. Електронским зраком се урезују подесна подручја за повезивање и облици који им одговарају. За сада је цена ограничавајући чинилац, једино је оправдана примена у скупим и захтевним израдама чипова.

ДНК (дезоксирибонуклеинска киселина) сачињава наше гене и похрањује све информације у нашим ћелијама. Молекул наслеђа који тајно записује (шифрује) и преноси генетску информацију је, у ствари, структурни план за протеине. Састоји се од две нити које заједно држе слабе везе између базних парова нуклеотида. Четири нуклеотида садрже базе аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) i тимин (Т). Један атом кисеоника недостаје у шећерном садржају нуклеотида  отуда предметак дезокси„”.

У природи, базни парови образују се само између А и Т и између G и C. ДНК има јединствено устројство (структура) података. Нуклеотиди (базе) налазе се на сваких 0,35 нанометара дуж ДНК молекула, дајући густину података од 18 мегабита (18 милиона битова) по инчу (инч је 2,54 сантиметра).