美科學家借助DNA原理裝配微(wēi)芯片 (2004-12-22)
發布(bù)時間:2007-12-04
作者:
來源:新華
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美國明尼蘇達大學教授(shòu)理查德?基爾等人,利用DNA能按照既定模式自我組裝的特點,用密集排列的常規接腳合成了“DNA框(kuàng)架”,作為組裝運算或存儲用微電(diàn)路的模板。
研究人員稱,“DNA框架”所指導合成的處理電路,集成度(dù)是目前最好(hǎo)的處理電路的1000倍。它指導合成的存儲電路,集成度是目前CPU芯片中管線存儲電路的100倍。
研究人員最早在2003年就發(fā)表了相關論文。如今,他們又對合成方(fāng)法(fǎ)進行了改進,使微元件的組裝更(gèng)有效率(lǜ),這一成果17日發表在本月的美國化學學會刊物《納米通信》上(shàng)。
DNA分子是自然界最好的信息(xī)存儲(chǔ)材料,有科(kē)學家認為它(tā)是信息技術產業研發(fā)更簡潔的數據處理和存儲電路的關(guān)鍵。基爾說,製造(zào)超高集成電路的流程,需要的(de)精確度達納米級。在傳統的矽芯片(piàn)中,信息處理效率取決於各個微單元的(de)距離,也就是線寬。如果應用(yòng)“DNA框架”,各微元件的安(ān)裝精度可以達到三分之一納米,線寬大大縮(suō)小,元件的處理和存儲效(xiào)率將非常高。
“DNA框架(jià)”是由人工的DNA分子片段組成的,它們自然交織成一張分子纖維網,猶如“燈(dēng)芯絨”一般。這“燈芯絨”的條紋就是具有粘結性的DNA條。DNA分子(zǐ)具有堿基配對的特性,而用來處理或存(cún)儲信息的微單元(yuán),就包裹在互(hù)相(xiàng)對應的DNA片段中(zhōng),依靠DNA的自我組合,微元件之間就像合上的尼龍粘(zhān)扣一般緊密。
在早(zǎo)期(qī)的研究中,基爾等人(rén)把金做的(de)納米元件以常規密度預先“織”到DNA纖維“框架”中,依靠纖維之間(jiān)的(de)結(jié)合來完成元件裝(zhuāng)配。在新的研究(jiū)中,他們先用常規密度的DNA條組合成“框架”,然(rán)後在纖維上(shàng)排列納米級的微元件,這樣裝配的效率更(gèng)高了。而這些微元件可以是金屬元件、納米級的電子裝置,甚(shèn)至也可以是有機分子。
基(jī)爾說,他(tā)們現在可以按照計算機芯片為模板組裝一個“DNA框架”,然後(hòu)立刻以納米級的(de)微元件排列在“DNA框架(jià)”表麵。類似這樣密集而規則(zé)排列的納米(mǐ)元件,可以用來快(kuài)速識別圖形圖(tú)像,而常規的電腦芯片卻很難做到。