Международная группа учёных из России (в том числе из МФТИ) и Израиля создала нанопроволоки из молекул ДНК и наночастиц серебра. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials, а изображение из  описания эксперимента помещено на обложку, сообщает пресс-служба МФТИ.

Получение эффективных наноэлементов является важной задачей для создания миниатюрных электронных и оптических устройств. Как полагают учеными, перспективным подходом в этом направлении является переход к молекулярной электронике, которая основана на использовании отдельных молекул в качестве электронных элементов. 

Как заметили ученые, особый интерес для исследований в этом направлении представляют молекулы ДНК: они, помимо того, что являются хранилищем генетической информации, могут выступать в качестве кандидата на роль нанопроводов для молекулярной электроники. Как отмечается в сообщении, авторы исследования ранее обнаружили интересные свойства этой молекулы.

«Во-первых, она способна проявлять сверхпроводящие свойства, если её поместить между двумя сверхпроводниками (наведённая сверхпроводимость). Во-вторых, молекулы ДНК способны самостоятельно осуществлять транспорт заряда, однако, эффективность зависит от подложки, на которую они нанесены. Перенос заряда через ДНК может быть усилен за счёт расположения атомов металлов вдоль цепи, но добиться равномерного покрытия сложно, и оставшиеся неметаллизированные фрагменты ДНК ухудшают способность проводить электричество. Авторы работы заметили, что ДНК, состоящую из цепи гуанина и комплементарной ей цепи цитозина (ГЦ-ДНК), можно равномерно металлизировать атомами серебра», - отмечается в сообщении.

В ходе эксперимента ученые добавили искусственно синтезированную гуанин-цитозиновую ДНК к раствору серебряных наночастиц, покрытых олигонуклеотидами, то есть очень короткими фрагментами ДНК, и оставили на 2-3 дня. Частицы взаимодействовали с ДНК и «отдавали» ей свои атомы. В результате ДНК равномерно покрылась атомами серебра. Полученную молекулу учёные назвали Э-ДНК («Э» — электрическая). Э-ДНК является более жёсткой и устойчивой к механическим деформациям; кроме того, её невозможно разрушить ферментами, специфичными к исходной молекуле. Высота Э-ДНК, наблюдаемая в атомно-силовой микроскоп, увеличивается с 0,7 нм до 1,1 нм.

«Поскольку атомы металла равномерно расположены вдоль молекулы ДНК, мы ожидаем, что такая нанопроволока будет хорошим проводником», — приврдятся в сообщении руководителя лаборатории медицинских нанотехнологий ФНКЦ ФХМ и преподавателя кафедры молекулярной и трансляционной медицины МФТИ Дмитрия Клинова.

В дальнейших исследованиях авторы продолжат изучать свойства Э-ДНК и механизмы металлизации.