Om een ​​methode te vinden voor een meer kosteneffectieve dataopslag, een groep onderzoekers van het DFG-Center for Functional Nanostructures (CFN) van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) in Duitsland en de National Tsing Hua University in Taiwan hebben een DNA-gebaseerde “write-once-read-many-times” ontwikkeld ” (WORM) geheugenapparaat.

Het apparaat bestaat uit een dunne film van zalm-DNA, die is ingebed met zilverdeeltjes van nanogrootte en vervolgens tussen twee elektroden is ingeklemd. Ultraviolet licht wordt gebruikt om informatie te coderen. Het concept is gepubliceerd in Technische Natuurkunde Brieven.

De samenwerking op deze apparaten begon meer dan een jaar geleden, en was een productieve cross-field / cross-country onderneming. Dr. Ljiljana Fruk leidt een interdisciplinaire onderzoeksgroep bij de CFN die zich bezighoudt met DNA-nanotechnologie, biofunctionalisatie en door licht getriggerd ontwerp van nanodevices en was betrokken bij de ontwikkeling van het door licht getriggerde, DNA-template productie van nanodeeltjes en de karakterisering ervan. De groep van Dr. Yu-Chueh Hung aan de andere kant gebruikte deze kennis om het proces te optimaliseren en het functionele geheugenapparaat te ontwerpen. De transmissie-elektronenmicroscoop (TEM)-beelden van de nanodeeltjes in het DNA werden op hun beurt verkregen door het Nanostructure Service Laboratory in het CFN.

Zoals beschreven in het artikel, schijnend UV-licht op het systeem zorgt ervoor dat de zilveratomen clusteren tot nanodeeltjes. Deze deeltjes vormen het platform voor de gegevenscodering. Het apparaat is in staat om lading vast te houden bij een lage stroomsterkte, wat overeenkomt met de off-state. Onder een hoog elektrisch veld gaan de ladingen door het apparaat, die dan overeenkomt met de aan-status van het apparaat.

Het team in Taiwan ontdekte dat zodra het systeem was ingeschakeld, het bleef aan; het veranderen van de spanning over de elektroden veranderde de geleidbaarheid van het systeem niet. Dit betekent dat informatie naar het apparaat kan worden geschreven, maar niet kan worden overschreven. eenmaal geschreven, het apparaat lijkt die informatie voor onbepaalde tijd te behouden. De onderzoekers melden dat de geleidbaarheid van het materiaal gedurende bijna 30 uur tracking niet significant veranderde.

De auteurs verwachten dat de techniek nuttig zal zijn bij het ontwerpen van optische opslagapparaten en suggereren dat het ook plasmonische toepassingen kan hebben. Dit werk combineert nieuwe ontwikkelingen in DNA-nanotechnologie met een conventioneel polymeerfabricageplatform om nieuwe op DNA gebaseerde organische apparaten te realiseren. Het toont nieuwe mogelijkheden om nieuwe, goedkopere en bio-vriendelijke apparaten door verschillende interessegebieden te integreren en samen te voegen.