DNA“折紙術(shù)”有助研發(fā)速度更快更廉芯片

為了使計(jì)算機(jī)芯片速度更快、價(jià)格更便宜，電子產(chǎn)品制造商往往采用削減生產(chǎn)成本或者縮小元件尺寸的方法，但美國楊百翰大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，DNA“折紙術(shù)”可能有助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該團(tuán)隊(duì)日前在美國化學(xué)學(xué)會(huì)第251屆全國會(huì)議暨博覽會(huì)上提交了相關(guān)成果。

參與研究的亞當(dāng)·伍利博士說，DNA的體積非常小，具有堿基配對(duì)和自組裝的能力，而目前電子廠商生產(chǎn)的芯片最小為14納米制程，這比單鏈DNA的直徑大10倍以上，也就是說，DNA可成為構(gòu)筑更小規(guī)模芯片的基礎(chǔ)。

DNA最為人熟知的是由兩條單鏈構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。其“折紙術(shù)”則是通過將一條長的DNA單鏈與一系列經(jīng)過設(shè)計(jì)的短DNA片段進(jìn)行堿基互補(bǔ)，從而可控地構(gòu)造出高度復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)。但伍利的團(tuán)隊(duì)并沒滿足僅僅復(fù)制通常在傳統(tǒng)的二維電路中使用的扁平結(jié)構(gòu)。他們使用DNA作為支架，然后將其他材料組裝到DNA上，形成電子器件。具體是利用DNA“折紙術(shù)”組裝了一個(gè)三維管狀結(jié)構(gòu)，讓其豎立在作為芯片底層的硅基底上，然后嘗試著用額外的短鏈DNA將金納米粒子等其他材料“系”在管子內(nèi)特定位點(diǎn)上。

伍利表示，在二維芯片上放置元件的密度是有限的，而三維芯片上可以整合更多的元件。但問題是，DNA的導(dǎo)電性能太差。研究人員為此正在測(cè)試管子的特性，并計(jì)劃在管子內(nèi)部加入更多組件，最終形成一個(gè)半導(dǎo)體。

該團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)是將這種管子，或者其他通過DNA“折紙術(shù)”搭建的結(jié)構(gòu)放到硅基底的特定位置，并打算將金納米粒子與半導(dǎo)體納米線連成一個(gè)電路。

伍利指出，傳統(tǒng)芯片制造設(shè)施的成本超過10億美元，部分原因在于生產(chǎn)尺寸極小的芯片組件需要價(jià)格昂貴的設(shè)備，并且多步驟生產(chǎn)過程需要數(shù)百臺(tái)儀器。相比之下，如果將DNA“折紙術(shù)”這種自組裝技能應(yīng)用于制造計(jì)算機(jī)電路，將大大節(jié)約成本