DNA는 또 다른 전자 속성을 나타냅니다

유용한 의미에서 아직 가능하지 않은 DNA는 분자 전자 회로(최소 규모의 전자 장치)의 중추가 될 가능성이 있으며 이 과학자는 유용한 비선형 전기적 특성 및 스위칭 동작을 찾기 위해 구조 및 테스트 수정을 탐색하고 있습니다. .

도쿄연구소에서는 Technology, 팀은 '90-mer'(폴리머와 유사)라고 불리는 90개의 뉴클레오티드 길이의 짧은 DNA 가닥을 특이한 방식으로 연결했으며 전도성, 비선형 특성 및 자가 복구 특성을 모두 발견했습니다.

실험에는 금색 프로브 팁, 금 기질 및 DNA 가닥이 있는 주사 터널링 현미경(STM)이 포함됩니다.

대학에 따르면 이러한 가닥을 관찰하는 일반적인 방법은 현미경 프로브 팁과 기판 사이에 하나의 긴 방향을 잡는 것이며, 이는 아무것도 측정할 수 없을 때까지 길이에 따라 저항이 증가한다는 것을 보여줍니다.

도쿄 팀이 한 것은 가닥을 따라가 아니라 가로질러 측정하는 것이었습니다.

그들은 DNA 90-mer의 이중 가닥 나선을 구성하는 단일 가닥 각각에 황 원자를 개별적으로 결합하여 가닥의 한쪽 끝을 '끈적'하게 만들었습니다.

황이 금에 결합할 때, 유황이 있는 90-mer는 한쪽 끝이 기질에 달라붙습니다(왼쪽 위).

금 STM 팁을 부착된 DNA에 가까이 가져옴으로써 그들은 때때로 90-mer의 단일 가닥 중 하나의 끝을 집어들고 다른 단일 가닥은 기질에 달라붙게 남길 수 있었습니다.오른쪽 다이어그램). 이를 통해 연구원들은 처음으로 중간 길이의 DNA 가닥에 걸친 전기적 특성을 측정할 수 있었습니다.

연구원들에 따르면, 전도도는 이론적인 모델링에 의해 분자 주위를 자유롭게 움직이는 비편재화된 π 전자 때문인 것으로 밝혀졌습니다.

그들이 기판에서 프로브를 잡아당겼을 때 거리-컨덕턴스 곡선에서 꼬임을 발견했습니다.왼쪽 (left)) 수천 개의 측정값이 중첩됩니다. 결합된 꼬임은 G/G 바로 아래에 어두운 패치를 형성합니다.₀=0.002 전도도 및 ~0.1nm 변위 이상.

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 발표된 논문에서 팀에 따르면 "단일 안정기(single plate)와 추적에서의 컨덕턴스 붕괴는 이러한 안정기가 DNA를 포함하는 단일 분자 접합에 기인한다는 것을 나타냅니다."

이것과 높은 전도도는 이제 프로세스에 대한 완전한 이론적 이해를 가진 연구원들로 하여금 이것이 미래의 DNA에 대한 유용한 지식이라는 결론을 내리게 하는 것입니다. 회로 디자이너가 활용합니다.

실험은 또한 DNA 가닥이 끝을 당기면 풀리고 프로브가 다시 내려갔을 때 잔류 손상 없이 자발적으로 다시 연결되는 것으로 나타났습니다. 이러한 일이 발생하는 동안 90-mer는 몇 가지 이상한 특성을 나타냈습니다. 가능한 메커니즘.

마지막으로 한 종류의 'half-DNA' 가닥으로 기판을 코팅하고 프로브 팁에 파트너 반쪽 가닥을 증착한 경우 프로브를 기판에 가까이 이동했을 때 90-mer DNA가 자발적으로 형성되었습니다.

이 마지막 두 가지 특성은 향후 회로에 필요한 강력한 자체 조립을 제안합니다.

자세한 내용은 네이처 커뮤니케이션즈 논문 'DNA 지퍼에 의해 자발적으로 복원된 단일 분자 접합'에서 지불 없이 읽을 수 있습니다.