science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

DNA-type polymeer voor nano-elektronica

Krediet:Thinkstock

Wetenschappers en ingenieurs wenden zich vaak tot de natuur voor inspiratie en aanwijzingen over hoe dingen efficiënter en effectiever kunnen worden gedaan. Europese onderzoekers hebben met succes zelfassemblage geïnduceerd van een nieuw elektrisch geleidend polymeer met de dubbel-helixstructuur van DNA.

Zelfmontage, het proces waarbij individuele componenten zichzelf samenvoegen tot een grotere functionele soort, is al geruime tijd een aandachtsgebied.

Het creëren van nieuwe elektro-actieve polymeren voor mogelijk gebruik in nano-elektronica via zelfassemblage van subcomponenten was het doel van het door de EU gefinancierde project 'Metaalhoudende functionele polymeren door middel van zelfassemblage van subcomponenten' (Mecofupo). Onderzoekers concentreerden zich op het gebruik van metaal-ion-sjablonen om de zelfvorming van polymeren te begeleiden via chemische binding met het metaal.

Succesvolle ontwikkeling van een nieuw polymeer met een koper (I)-sjabloon dat op een voorspelbare manier reageerde op stimuli zoals licht, hitte en mechanische afschuiving motiveerden onderzoekers om te zoeken naar meer materialen voor gebruik in elektrochemische apparaten.

Ze streefden naar een dubbele helixstructuur die doet denken aan zelf-geassembleerd deoxyribonucleïnezuur (DNA) op basis van een koper (I) sjabloon als een potentiële moleculaire draad. Dit werd gedaan op basis van bewijs dat een dergelijke sjabloon elektronendelokalisatie tussen koperionen vertoont.

Het nieuwe materiaal was elektro-actief en demonstreerde zelfassemblage, zowel op een siliciumoppervlak dat relevant is voor potentiële elektronische apparaattoepassingen als in oplossing. Er werden samenwerkingen gevormd tussen drie afdelingen van de Universiteit van Cambridge om de eigenschappen van dit ongekende materiaal in detail te bestuderen.

Zelfassemblage van elektrisch geleidende polymeren die reageren op externe stimuli heeft belangrijke toepassingen in zelfherstel en regeneratie van weefsel, evenals biologische detectie. Zo'n polymeer met de dubbele helixstructuur van DNA zou de deur kunnen openen naar een breed scala aan toepassingen met betrekking tot genetica en gentherapieën.