DNK štampana ploča

Zapitaćete se, svakako, a gde toga ima: moćniji, brži, štedljiviji i jevtiniji čipovi? Zar to nije večni san svakog proizvođača iz mikroelektronske industrije?

Naučnici iz IBM-ovog istraživačkog centra i Kalifornijskog instituta za tehnologiju nedavno su obznanili da je načinjen odlučujući proboj ka tom cilju. Krupnim koracima su uznapredovali u objedinjenju litografskog postupka usecanja i samosklapanja kojim DNK sklopove u vidu origamija nanose na površinu današnjih poluprovodničkih materijala. (Origami je japanska tehnika sklapanja dvodimenzionalnih i trodimenzionalnih figura od hartije).

Drugim rečima, icrtavaju odgovarajuća udubljenja kao što se to sada uveliko izvodi na silicijumskim pločicama.

Izrada poluprovodničkih delova godinama je suočena sa ogromnim izazovom: kako urezivati postojećim načinom (laserskim zracima) obrasce uže od 22 nanometra (nanometar je milioniti delić milimetra) i praviti tranzistore, najbitnije sastojke mikroprocesora, od nove građe  ugljenikovih nanocevi ili silicijumskih nanožica.

Stručnjaci Velikog plavog” su premostili taj jaz postavljajući svojevrsne skele na molekulu deziksiribonukleinske kiseline: milioni ugljenikovih nanocevi se poređa i samouredi u zahtevane šare, što je jednako usecanju malecnih žljebova širine 22 nanometra.

Korist od dotičnog pristupa zasniva se na činjenici da DNK prošarana sićušnim crticama služi kao svojevrsna, golim okom nevidljiva, štampana ploča, sa svim neophodnim delićima  ugljenikovih nanocevima, nanožicama i nanočesticama  kudikamo manja od današnjih. Otvaraju se, daskle, tehnološka vrata za oblikovanje upotrebljivih spravica koje se mogu ubaciti u mnoge veće skalamerije.

Postupak pripremanja DNK origamija, osmišljen u Kalifornijskom institutu za tehnologiju, nateruje pojedinačne molekule da se samosklapaju i samouređuju u rastvoru. To je, u stvari, međudelovanje (reakcija) između dugačkog struka pojedinačne DNK virusa i mešavine kratkih sintetičkih niski oligonukleotida. Potonje su neka vrsta kratkih odsečaka u nalik na štapiće koji delotvorno savijaju DNK virusa u poželjene dvodimenzionalne oblike preko spajanja saglasnih baznih parova.

Tako nastaju mesta za pričvršćivanje majušnih (nano) delića, sa razmakom od samo šst nanometara. A ti delići sliče na kvadrat, trougao ili zvezdu: na jednoj ivici dostižu 100-200 nanometara, a debljine koliko i sama dvostruka zavojnica DNK.

Litografski šabloni načinjeni su u IBM-u korišćenjem uobičajenog poluprovodničkog postupka, istog onog kojim se usecaju udubljena na postojećim čipovima. Elektronskim zrakom se urezuju podesna područja za povezivanje i oblici koji im odgovaraju. Za sada je cena ograničavajući činilac, jedino je opravdana primena u skupim i zahtevnim izradama čipova.

DNK (dezoksiribonukleinska kiselina) sačinjava naše gene i pohranjuje sve informacije u našim ćelijama. Molekul nasleđa koji tajno zapisuje (šifruje) i prenosi genetsku informaciju je, u stvari, strukturni plan za proteine. Sastoji se od dve niti koje zajedno drže slabe veze između baznih parova nukleotida. Četiri nukleotida sadrže baze adenin (A), guanin (G), citozin (C) i timin (T). Jedan atom kiseonika nedostaje u šećernom sadržaju nukleotida  otuda predmetak dezoksi„”.

U prirodi, bazni parovi obrazuju se samo između A i T i između G i C. DNK ima jedinstveno ustrojstvo (struktura) podataka. Nukleotidi (baze) nalaze se na svakih 0,35 nanometara duž DNK molekula, dajući gustinu podataka od 18 megabita (18 miliona bitova) po inču (inč je 2,54 santimetra).