(PhysOrg.com) -- En utilisant un concept appelé ADN origami, Des chercheurs de l'Arizona State University tentent d'ouvrir la voie à la production des prochaines générations de produits électroniques.

Ils poursuivent des avancées en nanotechnologie qui ont le potentiel de permettre la création de composants plus petits pour l'électronique grand public et industrielle tels que les iPods, iPads et appareils similaires.

Les fabricants veulent rendre les appareils plus petits et « plus intelligents ». tout en augmentant également la capacité des composants à effectuer un éventail de calculs, fonctions de communication et multimédia.

Rendre ces composants plus petits deviendrait beaucoup plus coûteux en utilisant la méthode actuelle de fabrication de composants microélectroniques tels que les unités centrales de traitement (CPU) de tous les ordinateurs.

Hongbin Yu et Hao Yan d'ASU s'associent pour développer la base d'une nouvelle méthode de fabrication qui réduirait les coûts.

Yu est professeur adjoint à l'École d'électricité, Ordinateur, et Génie énergétique, l'une des écoles d'ingénierie Ira A. Fulton de l'ASU. Yan est professeur au Département de chimie et de biochimie du Collège des arts libéraux et des sciences de l'ASU.

Des détails sur leurs progrès ont été récemment rapportés dans Lettres nano , une revue leader sur les nanosciences et la technologie publiée par l'American Chemical Society. La nouvelle a également été présentée sur Chemistry World, un site d'actualités scientifiques et technologiques de la Royal Society of Chemistry, la principale organisation européenne pour l'avancement des sciences chimiques.

Yu explique que lui et Yan explorent « comment utiliser la lithographie descendante combinée à des nanostructures auto-assemblées ascendantes modifiées pour guider le placement des nanostructures sur la surface d'une plaquette de silicium ».

La lithographie descendante est un processus par lequel des éléments de circuit électrique sur une plaquette de silicium sont construits par découpage et gravure, d'une manière similaire à la façon dont les sculptures sont faites. C'est ainsi que sont fabriquées les puces informatiques d'aujourd'hui.

L'auto-assemblage ascendant est un processus dans lequel des molécules et/ou des matériaux à l'échelle nanométrique sont auto-assemblés en structures souhaitées à l'aide de liaisons chimiques ou de diverses interactions similaires.

Yu et Yan ont découvert un moyen d'utiliser l'ADN pour combiner efficacement la lithographie descendante avec une liaison chimique impliquant un auto-assemblage ascendant.

Cela implique une technique de conception « Origami à ADN » similaire à l'art japonais traditionnel ou à la technique de pliage du papier en formes décoratives ou représentatives. Il permet aux brins d'ADN d'être repliés en quelque chose ressemblant à un panneau perforé sur lequel différentes molécules peuvent être attachées.

Permettre à diverses molécules de se fixer à l'ADN produit des configurations de nanostructures plus petites, ouvrant ainsi la voie à la construction de composants de dispositifs électroniques plus petits.

Dans le passé, il s'est avéré difficile de combiner la lithographie descendante avec l'auto-assemblage ascendant, car les nanostructures d'ADN nécessaires pour y parvenir se liaient indistinctement à la plate-forme de silicium (appelée substrat) - le matériau sur lequel un circuit électronique est fabriqué.

« Il y a eu peu de démonstrations réussies sur la façon de placer ces nanostructures assemblées de bas en haut sur la surface du substrat où vous voulez qu'elles soient, " Yu explique, « parce que vous ne pouvez pas simplement exécuter ces appareils, vous devez savoir où connecter quoi.

Résoudre le problème, L'équipe de recherche de Yu a préfabriqué une « nano-île » en or à des emplacements spécifiques sur un substrat de silicium, puis appliqué l'origami d'ADN qui a des extrémités chimiques spécifiques qui se lieront uniquement à l'île d'or et non à la plaquette de silicium. Cela permet aux nanotubes d'ADN de se fixer uniquement aux îlots.

Le travail démontre qu'il est possible qu'une double hélice d'ADN puisse être utilisée pour construire des structures unidimensionnelles et bidimensionnelles pour permettre la fabrication de dispositifs de mémoire électronique plus petits - à un coût qui serait bien inférieur aux méthodes de fabrication actuelles.

Il faut plus de progrès, dit Yu.

« Avec cette démonstration, nous avons pu créer des motifs sur une surface constitués uniquement de nanotubes d'ADN unidimensionnels, mais nos recherches montrent qu'il est possible de produire des structures bidimensionnelles et encore plus sophistiquées qui sont des blocs de construction essentiels pour les circuits électroniques à l'échelle nanométrique, ", dit Yu. "Ce n'est donc que le début de nombreuses possibilités fascinantes à réaliser."