Ce sont des images au microscope électronique à transmission d'un nanopore dans le graphène. Le pore d'origine sur la gauche se développe considérablement sous l'influence du faisceau d'électrons. L'image de droite est la spore après quatre minutes à 800 °C. Les pores se rétrécissent ou se développent en fonction de la température et de l'irradiation du faisceau d'électrons.
(Phys.org)—Les ingénieurs de l'Université du Texas à Dallas ont utilisé des techniques avancées pour rendre le matériau graphène suffisamment petit pour lire l'ADN.
Réduire la taille d'un pore de graphène à moins d'un nanomètre - assez petit pour enfiler un brin d'ADN - ouvre la possibilité d'utiliser le graphène comme un outil peu coûteux pour séquencer l'ADN.
« Le séquençage de l'ADN à un coût très bas permettrait aux scientifiques et aux médecins de mieux prédire et diagnostiquer les maladies, et aussi adapter un médicament au code génétique d'un individu, " a déclaré le Dr Moon Kim, professeur de science et ingénierie des matériaux. Il était l'auteur principal d'un article représenté sur la couverture de l'édition imprimée de septembre de Carbone .
La première lecture, ou séquençage, d'ADN humain par le groupe de recherche scientifique international connu sous le nom de Human Genome Project a coûté environ 2,7 milliards de dollars. Les ingénieurs ont recherché des matériaux de nanomatériaux alternatifs qui peuvent enfiler des brins d'ADN pour réduire le coût à moins de 1 $, 000 par personne.
Il a été démontré en 2004 que le graphite pouvait être transformé en une feuille d'atomes de carbone liés appelés graphène, qui est considéré comme le matériau le plus résistant jamais mesuré. Parce que le graphène est fin et fort, les chercheurs ont cherché des moyens de contrôler la taille de ses pores. Ils n'ont pas eu beaucoup de succès. Un capteur nanométrique en graphène pourrait être intégré à l'électronique existante à base de silicium qui est très avancée et pourtant bon marché, pour réduire les coûts.
Dans cette étude, Kim et son équipe ont manipulé la taille du nanopore en utilisant un faisceau d'électrons provenant d'un microscope électronique avancé et en chauffant in situ jusqu'à une température de 1200 degrés Celsius.
"C'est la première fois que la taille du nanopore de graphène est contrôlée, surtout en le rétrécissant, " a déclaré Kim. "Nous avons utilisé simultanément un chauffage à haute température et un faisceau d'électrons, une technique sans l'autre ne fonctionne pas."
Maintenant que les chercheurs savent que la taille des pores peut être contrôlée, la prochaine étape de leurs recherches sera de construire un prototype d'appareil.
"Si nous pouvions séquencer l'ADN à moindre coût, les possibilités de prévention des maladies, le diagnostic et le traitement seraient illimités, ", a déclaré Kim. "Contrôler le graphène nous rapproche un peu plus de la réalisation de cet objectif."
