美国开发出具有DNA特性石墨烯纳米结构 - 青岛晨阳石墨公司

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美国开发出具有DNA特性石墨烯纳米结构

[发布日期:2013-04-16 11:06:38 浏览量:731 文章来源:青岛晨阳石墨有限公司

      美国麻省理工学院和哈佛大学的科学家,应用DNA构建出具有共同电子特性的石墨烯纳米构造,向大范围消费石墨烯电子芯片迈出了十分重要的一步。该研讨成果发表在近期《自然·通讯》杂志上。

  科学家经过控制DNA序列,支配分子构成不同折叠外形的DNA纳米构造,以此为模板,能够进而控制无机资料的纳米构造,从而在一个碳原子厚的石墨烯片上构成不同的纳米级图案。

  这些DNA纳米构造是采用一种名为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构造相分离,环环相扣,进而能够构成指定外形的DNA纳米构造。目前研讨人员应用这种DNA单链片能够结构出100多种复杂的纳米级别的图案。

  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,因而不是理想的资料。研讨人员遂将编码的DNA构造信息转移到更为稳定的石墨烯上去。首先,研讨人员应用氨基比林将DNA固定在石墨烯的外表,然后在DNA的外表涂上银,再在银上面沉淀金。分子外表掩盖了黄金后,就可构成稳定的金属化的DNA,应用等离子体蚀刻技术,能够除掉未被掩盖的石墨烯,构成与DNA原始外形相同的石墨烯构造,最后再应用氰化钠去除金属化的DNA。

  研讨小组应用这种技术创立了很多种外形,包括环和丝带等。他们发现,虽然大多数的构造信息没有发作变化,但在DNA金属化的过程中会损失一些构造信息,因而该技术不如电子束光刻技术准确。但应用电子束光刻技术构建石墨烯纳米构造,本钱高、耗时长、难于范围化消费。

  科学家特别感兴味的构造是石墨烯丝带。它十分窄,可限制资料的电子。石墨烯通常没有能带隙,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十分感兴味,由于能够应用其作为量子干预晶体管。

  从久远来看,这种DNA纳米构造加工方式有助于研讨人员设计和构建石墨烯电子电路。构建石墨烯电子电路不断是科学家的幻想,但如何将纳米线或纳米管这些微小的碳构造放置到石墨烯片上不断是一个无法处理的难点。应用金属化DNA处置石墨烯构造,使这一过程变得非常容易。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,必将促进石墨烯纳米电子设备的研讨与开发。(记者何屹)

  总编辑圈点:

  近年来,石墨烯的众多优点已越来越为人所熟知。但是其范围化消费的瓶颈却不断难有大的打破,使得科学家们的美妙愿望不断停留在“镜花水月”阶段。DNA和石墨烯,这看似不搭界的两者的“联姻”,碰撞出了美好的“火花”。虽然文中提到的技术不如电子束光刻技术准确,但其能够范围化的前景还是让人向往。蒙在科学家们心头的“雾霾”似乎正在散去,用石墨烯替代硅消费出超级计算机的时期或将款款走来。