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美国大学开发出DNA石墨烯纳米结构

[发布日期:2013-04-12 18:14:47 浏览量:876 文章来源:青岛晨阳石墨有限公司

  4月11日(北京时间)音讯,美国麻省理工学院和哈佛大学的科学家,使用DNA构建出具有共同电子特性的石墨 烯纳米布局,向大规模出产石墨烯电子芯片迈出了非常重要的一步。该研讨成果宣布在近期《天然·通讯》杂志上。
  科学家经过操控DNA序列,操作分子构成不一样折叠形状的DNA纳米布局,以此为模板,能够进而操控无机资料的纳米布局,从而在一个碳原子厚的石墨烯片上构成不一样的纳米级图画。
  这些DNA纳米布局是选用一种名为DNA单链片的办法在实验室开发出来的。这种人工合成的DNA单链片有点像儿童玩具,每个单链片能够与四个特定的布局相结合,环环相扣,进而能够构成指定形状的DNA纳米布局。当前研讨人员使用这种DNA单链片能够构造出100多种杂乱的纳米级另外图画。
  由于DNA曝露在阳光和氧气下会发作降解,并会与其他分子发作反响,因而不是抱负的资料。研讨人员遂将编码的DNA布局信息转移到更为安稳的石墨烯上去。首要,研讨人员使用氨基比林将DNA固定在石墨烯的外表,然后在DNA的外表涂上银,再在银上面沉积金。分子外表掩盖了黄金后,就可构成安稳的金属化的DNA,使用等离子体蚀刻技能,能够除去未被掩盖的石墨烯,构成与DNA原始形状一样的石墨烯布局,最终再使用氰化钠去掉金属化的DNA。
  研讨小组使用这种技能创建了很多种形状,包含环和丝带等。他们发现,虽然大多数的布局信息没有发作变化,但在DNA金属化的进程中会丢失一些布局信息,因而该技能不如电子束光刻技能准确。但使用电子束光刻技能构建石墨烯纳米布局,本钱高、耗时长、难于规模化出产。
  科学家格外感兴趣的布局是石墨烯丝带。它非常窄,可限制资料的电子。石墨烯一般没有能带隙,而这是典型的晶体管所必需的特性。但石墨烯丝带则具有能带隙,所以能够作为电子电路组件。科学家对石墨烯环也非常感兴趣,由于能够使用其作为量子干与晶体管。
  从长远来看,这种DNA纳米布局加工方法有助于研讨人员描绘和构建石墨烯电子电路。构建石墨烯电子电路一向是科学家的愿望,但如何将纳米线或纳米管这些细小的碳布局放置到石墨烯片上一向是一个无法处置的难点。使用金属化DNA处置石墨烯布局,使这一进程变得非常简单。美国加州大学化学和环境工程系教授罗伯特·哈登以为,这种新办法的概念非常新颖,展示了金属化DNA制备石墨烯电子电路的潜力,必将推进石墨烯纳米电子设备的研讨与开发。
  总编辑圈点:
  这些年,石墨烯的很多长处已越来越为人所熟知。然而其规模化出产的瓶颈却一向难有大的打破,使得科学家们的美好愿望一向停留在“水月镜像”期间。DNA和石墨烯,这看似不搭界的两者的“联婚”,磕碰出了美好的“火花”。虽然文中说到的技能不如电子束光刻技能准确,但其能够规模化的远景仍是让人神往。蒙在科学家们心头的“雾霾”好像正在散去,用石墨烯代替硅出产出超级计算机的年代或将款款走来。