IBM testa uso de moléculas de DNA para fabricação de chips eletrônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/08/2009

As linhas largas são estruturas feitas com a tecnologia atual de fotolitografia, em contraste com as diminutas dimensões dos triângulos fabricados com o processo de origami de DNA.
[Imagem: IBM]

Cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia e da IBM, trabalhando conjuntamente, conseguiram combinar a moldagem de componentes por litografia, a tecnologia hoje utilizada para a fabricação de chips, com a automontagem de moléculas orgânicas de DNA.

O avanço é um passo importante rumo à criação de uma nova geração de fábricas de semicondutores menores, mais eficientes no consumo de energia e mais baratos.

Litografia e nanotecnologia

Hoje, a indústria eletrônica está às voltas com o aprimoramento da tecnologia fotolitográfica para prosseguir com a fabricação de transistores cada vez menores - atualmente indo para a faixa dos 22 nanômetros - ao mesmo tempo que pesquisa novas áreas e novos materiais, como a fabricação de transistores de nanotubos de carbono ou de grafeno.

Enquanto isso, a nanotecnologia explora novas fronteiras, descobrindo maneiras de fabricar dispositivos de baixo para cima, usando átomos e moléculas como blocos básicos, que são capazes de se automontar, criando as estruturas de forma muito mais precisa, rápida e, potencialmente, também a um menor custo.

O que a equipe chefiada pelo Dr. Paul W.K. Rothemund conseguiu agora foi juntar as duas coisas, usando moléculas de DNA como moldes para a construção de transistores de nanotubos de carbono.

Prova de conceito

Milhões de nanotubos de carbono são depositados sobre as moléculas orgânicas. Ao aderir a essas moléculas de DNA, os nanotubos de carbono se organizem automaticamente em estruturas precisas e ordenadas, seguindo padrões repetitivos, adequados à fabricação de estruturas bem ordenadas em grande escala, como os transistores no interior de um chip.

O trabalho demonstra a possibilidade real de utilização das moléculas de DNA como se fossem minúsculas placas de circuito impresso, onde os nanotubos de carbono - assim como nanofios, nanopartículas ou segmentos de grafeno - podem se juntar de forma autônoma, automontando-se para criar componentes eletrônicos muito menores do que aqueles que a tecnologia e fotolitografia atual consegue produzir.

O trabalho agora divulgado, contudo, é apenas uma demonstração do conceito, e não chegou a produzir circuitos eletrônicos de fato. Foram criadas estruturas em formato de triângulos, círculos e estrelas.

O fato de utilizar moléculas de DNA também nada tem a ver com "chips genéticos," como alguns veículos de comunicação estão noticiando - para conhecer um trabalho de fato na área de computadores moleculares de DNA, veja Computadores moleculares ganham compilador e ficam mais amigáveis.

Origami de DNA

A automontagem das estruturas, chamada pelos cientistas de "origami de DNA", ocorre em uma solução por meio de uma reação entre uma longa fita única de DNA viral e uma mistura de diferentes fitas de pequenos oligonucleotídeos sintéticos.

Esses segmentos curtos funcionam como grampos, dobrando o DNA viral nos formatos 2D desejados por meio da ligação dos pares de bases complementares. Os "grampos" podem ser modificados para criar pontos de ligação para os nanocomponentes com resoluções (separação entre os componentes) de apenas 6 nanômetros.

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