نانوالگودهي سيليکون با استفاده از ساختارهاي خودآراي DNA

  • پرینت
جزئیات
پوشه: اخبار نانوفناوری
بازدید ها: 361

محققان با استفاده از نانوساختارهاي DNA و با بهره‌گيري از روش حکاکي توانسته‌اند لبه‌هاي برآمده و شيارهاي بسيار کوچکي روي دي‌اکسيد سيليکون ايجاد نمايند. اين راهکار جديد مراحل چندگانه مورد نياز براي اين کار را حذف کرده و همچنين با روش‌هاي فعلي فراوري سيليکون سازگاري دارد. شايد بتوان روزي از اين روش در الگودهي تراشه‌هاي رايانه‌اي استفاده کرد.

اوريگامي DNA يک روش جذاب براي ايجاد ساختارهاي نانومقياس است، اما اين مولکول‌ها بسيار شکننده‌تر از ساختارهايي با ويژگي‌هاي الکتريکي و اُپتيکي مفيد هستند که با استفاده از آنها مورد الگودهي قرار مي‌گيرند. حکاکي يک ماده محکم مانند سيليکون بدون آنکه DNA در طول فرايند از بين برود، کار بسيار دشواري است. حال سومد سورويد از دانشگاه پيتزبورگ و همکارانش راه‌حل ساده‌اي ارائه داده‌اند.

کليد اصلي اين روش واکنش ميان دي‌اکسيد سيليکون جامد و اسيد هيدروفلوئوريک گازي است. اين دو مولکول در حضور آب به‌عنوان کاتاليزور موجب توليد گاز تترافلوئوريد سيليکون و بخار آب مي‌شوند.

هايتائو ليو، نويسنده اصلي مقاله مربوط به اين کار مي‌گويد: «سرعت اين واکنش حکاکي وابستگي بسيار زيادي به مقدار آب موجود در سطح دارد». DNA و سيليکون هر دو آب را جذب مي‌کنند و ميزان جذب آب توسط آنها به رطوبت محيط بستگي دارد. دي‌اکسيد سيليکون در شرايط خشک‌تر آب را بهتر نگه ‌مي‌دارد، اما در رطوبت بالاتر آب بيشتري به DNA متصل مي‌شود.

گروه تحقيقاتي ليو از اين تفاوت بهره برده و با استفاده از DNA الگوهاي برجسته و فرورفته‌اي روي سيليکون ايجاد کردند. آنها ابتدا مثلث‌هاي پيچ‌خورده‌اي از DNA را روي دي‌اکسيد سيليکون قرار دادند. در محيط مرطوب‌تر با رطوبت 50 درصد و دماي 25 درجه سانتي گراد اسيد هيدروفلوئوريک ترجيح مي‌دهد در نزديکي DNA واکنش داده و کانال‌هايي در زير آن حفر کند. اين محققان پس از شستن DNA از ميکروسکوپي نيروي اتمي براي تصويربرداري از شيارهاي توليد شده با قطر 17 نانومتر (معادل عرض بازوهاي مثلث DNA) استفاده کردند. در رطوبت پايين‌تر (30 درصد) و در دماي 30 درجه سانتي‌گراد اسيد هيدروفلوئوريک دي‌اکسيد سيليکون عاري از DNA را سريع‌تر حک مي‌کند. در اين حالت DNA سيليکون را حفاظت کرده و منجر به ايجاد برجستگي‌هاي مثلثي‌شکل مي‌شود.

آلبرت هونگ، متخصص نانوالگودهي در دانشگاه کاليفرنيا در سن‌ديگو اين روش را «ظريف و زيبا» مي‌خواند، اما اشاره مي‌کند که در زمينه ليتوگرافي مبتني بر DNA هنوز چالش هاي زيادي وجود دارند که بايد حل شوند. از جمله اين چالش‌ها مي‌توان به کيفيت و ثبات ساختارهاي توليد شده و کنترل مطمئن رسوب‌دهي DNA اشاره کرد.

جزئيات اين تحقيق در مجله Journal of American Chemical Society منتشر شده است.

 

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/July/22071103.asp