Белковые молекулы построят компьютер будущего

Стремление уменьшить размеры полупроводниковых элементов электронных устройств всегда давало импульс развитию новых технологий производства. Появившиеся сравнительно недавно углеродные нанотрубки, обладающие замечательными проводящими свойствами и имеющие диаметр около 1 нм, стали наиболее перспективным материалом для разработки новых электронных устройств. Однако производство транзисторов с использованием нанотрубок оказалось чрезвычайно трудоемким и длительным процессом. Исследователи из Израильского технологического института (Technion) предложили новую технологию производства, в которой использован двухстадийный процесс с применением биополимеров.

На первом этапе молекулы белка используются для связи нанотрубок с определенными участками на нити молекулы ДНК. Затем оставшаяся свободной часть ДНК превращается в проводник. Белковые молекулы, используемые на первом этапе, входят в состав бактерии кишечной палочки (E. coli). Они соединяются с центральной частью ДНК, а к белку присоединяются углеродные нанотрубки через молекулы антител (предварительно связанные с нанотрубками). Вторая стадия заключается в обработке раствором, содержащим ионы серебра. Эти ионы связываются с фосфатными группами ДНК, но лишь в тех местах, где нет присоединенных молекул белка. Затем добавляется раствор альдегида, который переводит серебро из ионной формы в металлическую. Таким образом формируется проводник. Чтобы завершить процесс, добавляют частицы коллоидного золота, которые осаждаются на металлическом серебре. В результате образуется проводник с очень высокой электропроводностью.

Устройство представляет собой нанотрубку, концы которой замкнуты золото-серебряным проводником. Оказалось, что оно может действовать, как транзисторный затвор. В зависимости от изменения напряжения, приложенного к нанотрубке, проводящие концы трубки могут быть замкнутыми или разомкнутыми. Израильским ученым удалось изготовить и элементарную сборку из двух нанотрубок, причем сделать это также с помощью биологических макромолекул. Однако исследователи признают, что потребуется еще не один год для получения полностью функциональных сложных электронных устройств (таких, как компьютеры) с использованием новой технологии.

Источник: по материалам журнала New Scientist.