DNA納米線中首次檢測到電流

加入鍍金納米顆粒的DNA納米線成功傳導電流，向生產基於遺傳物質的電路和計算機邁出一大步。（圖片來源：科技日報）

據德國赫姆霍茲研究中心官網9日報道，該中心德累斯頓羅森多夫實驗室和帕德博恩大學研究人員在開發遺傳物質電路方面取得突破：他們通過加入鍍金納米粒子，首次在單鏈DNA自組裝納米線中檢測到電流。相關研究發表在科學期刊《朗繆爾》（Langmuir）上。

近年來，計算機芯片重要元件已縮小至14納米，但傳統工藝總是從較大尺寸逐步剪切成想要的結構，這種“自上而下”的方法現已達到物理極限，縮小尺寸越來越難。研究人員一直在尋求可替代的方法，而用原子和分子自組裝復雜組件是其中之一。

這種自組裝就像折紙技術，是一種顛覆傳統工藝的“自下而上”方法，小分子自組裝成更大的復雜結構，無需剪切縮小。參與研究的阿圖爾·埃布解釋說，這次的DNA納米電線是利用一條較長的單鏈DNA與幾個較短DNA片段通過鹼基對作用形成，這種DNA折疊技術獲得的元件比現有最小計算機芯片組件還要小很多，能用來制造非常小的電路。

但DNA電線長期面臨一大難題：不能很好傳導電流。埃布和同事克服了這一難題，他們將鍍金納米顆粒鍵合到DNA電線上，再用電子束光刻技術讓每條納米電線通過電極相連。“將較大電極與DNA結構相連，解決了困擾已久的技術難題，現在我們首次能精確地檢測DNA電線內流經的電荷量。”埃布解釋道。

雖然研究人員真實檢測到電流傳導，但電流大小與周圍溫度有關。室溫下，納米線導電性能正常，即使電線間結合不緊密，也會有電子從一個金粒子跳到另一個金粒子上形成電流。

埃布指出，目前隻能測出有電流，由於傳輸距離太短，最先進的顯微鏡也無法捕捉。接下來他們會繼續改進，在金粒子中加入導電聚合物材料，優化金屬化過程，用性價比更高的金屬取代金粒子等。（記者 聶翠蓉）