DNA é usado para fabricar transístor de grafeno

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/09/2013

As moléculas de DNA guiaram fisicamente a formação das fitas de grafeno, que são usadas para criar transistores ultrarrápidos.
[Imagem: Anatoliy Sokolov/Bao Group]

Carbono da vida e carbono da tecnologia

A vida na Terra é essencialmente à base de carbono. Alguns níveis acima, moléculas de DNA contêm as informações para que essa vida se organize.

No âmbito das criações humanas, a tecnologia se faz à base de silício.

Pelo menos até agora, já que avançam rapidamente as pesquisas com o grafeno, que é inteiramente carbono - sem contar a eletrônica orgânica, que também é mais afeita ao carbono que ao silício.

Mas parece que as convergências da vida com a tecnologia podem ir além.

Anatoliy Sokolov e seus colegas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, acabam de demonstrar que moléculas de DNA podem ser usadas para manipular não apenas o carbono da vida, mas também o carbono da tecnologia.

O grafeno já bateu todos os recordes possíveis em termos de qualidade do material e de desempenho na eletrônica.

O grande desafio é fabricar o grafeno - que tem apenas um átomo de espessura - em larga escala e de forma homogênea.

"Como se pode imaginar, fazer algo que tenha apenas um átomo de espessura e entre 20 e 50 átomos de largura é um desafio significativo," explica Sokolov.

A largura a que ele se refere é a dimensão das fitas de carbono, que deve ser a menor possível, apenas o suficiente para fabricar os transistores mais rápidos do mundo.

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Face às dificuldades da empreitada, Sokolov decidiu pedir ajuda às moléculas de DNA, usando-as como guias para a construção das nanoestruturas que, em última instância, poderão ser os transistores de uma futura geração de circuitos eletrônicos ultrarrápidos.

DNA que cria grafeno

Os pesquisadores usaram DNA de uma bactéria, que foi esticado por uma técnica padrão, formando linhas relativamente retas.

A seguir, a base com as moléculas de DNA esticadas foi mergulhada em sais de cobre em solução. As propriedades da solução permitiram que íons de cobre fossem absorvidos pelo DNA.

Finalmente, a placa foi aquecida e inserida em uma atmosfera de gás metano, que também contém átomos de carbono.

O calor induziu uma reação química que liberou átomos de carbono das moléculas de DNA e do metano - esses átomos de carbono livres então rapidamente se juntaram, formando folhas perfeitas de grafeno.

Dirigindo o processo, o grupo conseguiu fabricar transistores com esse grafeno criado seguindo as "instruções" das moléculas de DNA - na verdade, o grafeno segue a disposição física das moléculas de DNA, e não as instruções em suas bases.

"Nós demonstramos pela primeira vez que você pode usar DNA para cultivar fitas estreitas de grafeno e então construir transistores funcionais com elas," disse Sokolov.

À esquerda, microfotografia dos componentes de grafeno e, à direita, as guias de DNA - note que as escalas são bastante diferentes.
[Imagem: Anatoliy Sokolov et al./NatComm]

Vida complicada

A técnica traz uma nova esperança para o agitado campo das pesquisas com o grafeno, que, apesar do grande apelo de mídia e dos milhões de dólares em investimentos, ainda está às voltas com dificuldades bastante fundamentais - como fabricá-lo, por exemplo.

Contudo, o trabalho ainda não é a palavra final na área, já que o processo não é 100% confiável.

Nem todas as fitas de carbono formadas no processo são realmente grafeno - algumas delas acumulam várias camadas de carbono de forma irregular, sendo mais propriamente chamadas de grafite, e não servindo para fabricar os transistores.

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