Surprise！用DNA制備高性能芯片

材料牛注：電子產品制造商經常通過削減生產成本，縮小元件尺寸等方法來達到制造運行速度更快更便宜的計算機芯片的目的。現在，研究人員指出，生命的遺傳物質DNA可能有助于實現這一目標。

“我們想利用DNA體積小的優勢，以及堿基配對的能力來進行自組裝，指導形成納米結構并用于電子工業。目前電子廠商生產的芯片寬14納米，這比單鏈DNA的直徑大10倍以上。也就是說，遺傳材料DNA可以為形成小尺寸的芯片奠定了基礎。” Adam T. Woolley博士說，“但是DNA的導電性不是很好。因此，我們使用DNA作為支架，然后組裝其他材料來構成電子產品。

為了設計出在功能上與硅谷生產的產品相似的電腦芯片，Robert C. Davis博士以及John N. Harb博士的合作伙伴Woolley正在前人的基礎上從事DNA納米制備的工作。

DNA最常見的是兩條單鏈組成的雙螺旋結構。每條鏈通過堿基互補配對組成，就像扭曲的梯子臺階一樣。DNA單鏈靈活松軟，有點像鞋帶。研究人員用長的DNA單鏈建立了DNA折紙結構，然后與其他的DNA短鏈結合起來，通過堿基配對來使長鏈的特定部分結合起來從而形成所需形狀。

然而，Woolley團隊并不滿足于復制傳統二維電路中使用的扁平形狀。 他說，“在二維上，你在一個芯片上放置元件的密度是有限的。如果能達到三維的話，就可以放進更多的元件”

與Woolley一起工作的大學生Kenneth Lee，已經建成了3-D筒狀的DNA折紙結構，就像基板上豎立的煙囪一樣。而這些基板，比如硅，將構成芯片的底層。Lee一直在嘗試用額外的DNA短鏈來緊固其他組件，如管內側特定位置上的納米金顆粒。研究人員的最終目標是將這些管子和其他DNA折紙結構放置在基板上特定的位置。該團隊還將這種結構的納米金顆粒與半導體納米線結合在一起形成電路。從本質上來說，DNA結構是集成電路的大梁。

目前Lee正在測試管狀DNA的特征。他計劃將額外的組件附加在管內，最終目標是形成半導體。

Woolley指出，傳統的芯片制造設備費用昂貴，超過十億美元。一方面是因為實現小尺寸貼片元件的設備價格昂貴，另一方面是因為多步驟生產過程需要的儀器達數百臺。相反，控制DNA自組裝的設施很可能意味著更低的啟動資金。 “將大自然用于大規模，高效可靠地組裝東西真是不錯，”他說，“如果可以用于制造電腦電路，便可以大大節約成本。”

原文參考地址：DNA 'origami' could help build faster, cheaper computer chips