Dočkáme se elektroniky z genetického materiálu?  
Vědci si rádi hrají s DNA. Nedávno z nukleové kyseliny vytvořili nanodrátky s nanočásticemi zlata, kterými úspěšně vedli elektřinu.

 

Nanodrátky z DNA a nanočástic zlata. Kredit: Helmholtz Association of German Research Centres.
Nanodrátky z DNA a nanočástic zlata. Kredit: Helmholtz Association of German Research Centres.

Nejmenší ze soudobých tranzistorů jsou menší nežli částice viru HIV. Inženýrům se v posledních letech povedlo zmenšit základní stavební prvky počítačových čipů na pouhých 14 nanometrů. Klasické výrobní postupy tím ale už narážejí a fyzikální hranice. Nicméně, vědci to nevzdávají a hledají jiné postupy, s nimiž se při výrobě čipů dostaneme ještě hlouběji do nanosvěta. Jako jedna z možností se rýsuje technologie samoorganizace komplexních struktur z molekul a atomů.

 

Artur Erbe. Kredit: TU Dresden.
Artur Erbe. Kredit: TU Dresden.

Badatelé německého centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) a Universität Paderborn nedávno v tomto směru významně pokročili. Vytvořili nanodrátky se zlatem, které se samy poskládaly ze syntetických jednořetězcových molekul DNA. A těmito nanodrátky úspěšně vedli elektrický proud. Výsledky jejich výzkumu publikoval vědecký časopis Langmuir. Na první pohled nejsou nanodrátky nic moc. Jako červí chodbičky. Pod elektronovým mikroskopem jsou ale vidět nanometrové struktury, které spojují elektrické kontakty. Šéf výzkumu Artur Erbe si pochvaluje, že podle měření to opravdu funguje a jejich nanodrátky vedou proud.

 

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

Erbe s kolegy sestavili DNA origami, které se pěkně skládají z řetězců DNA, podobně jako lze složit originální japonské origami. Podobně by bylo možné vytvořit celé extrémně malé elektronické obvody. Takový postup „odzdola nahoru“ (bottom-up) je přitom úplně opačný, nežli v dnešní době převládají konvenční výroba elektronických komponent. Ta probíhá „odshora dolů“ (top-down), postupný ořezáváním použitého materiálu, až do vzniku požadované struktury. Tímhle směrem to ale bez zásadních technologických změn už nepůjde. Přístup, který použili Erbe a spol., vlastně opisuje od přírody, kde se komplexní struktury skládají samy.

 

Elektronový litograf. Kredit: LZ / Wikimedia Commons.
Elektronový litograf. Kredit: LZ / Wikimedia Commons.

Technologií DNA origami teoreticky lze vyrobit podstatně menší elektronické komponenty, nežli jsou ty dnešní. Problém je v tom, že DNA není zrovna nejlepším vodičem elektrického proudu. Erbe a jeho tým proto vylepšili nanodrátky z řetězců DNA chemicky navázanými nanočásticemi zlata. Poté použili i něco z top-down metod, a pomocí elektronové litografie (electron beam lithography), která umí vytvořit velmi malé struktury působením svazku elektronů, propojili jednotlivé nanodrátky s podstatně většími elektrodami. Něco takového bylo doposud velice obtížné. Badatelé to vyřešili unikání a důmyslnou kombinací postupů DNA origami a elektronové litografie.


Erbe a jeho spolupracovníci jsou se svými výsledky spokojeni. Učinili prý významný krok směrem k budoucí DNA elektronice. Teď řeší některé dílčí problémy, jako je například závislost fungování nanodrátků s nanočásticemi zlata na teplotě prostředí. Za pokojové teploty fungují nanodrátky slušně. Když ale teplota klesne, tak je to už horší. Erbe a spol. to chtějí zvládnout vložením řetězců vodivých polymerů do nanodrátků.

Literatura
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf 9. 11. 2016, Langmuir 32: 10159–10165, Wikipedia (Electron-beam lithography).

Datum: 09.12.2016
Tisk článku

Ponuka dňa - Janovic Tomáš, Cipár Miroslav
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 238 Kč
cena: 199 Kč
Ponuka dňa
Janovic Tomáš, Cipár Miroslav
Související články:

Prvky logických obvodů z DNA     Autor: Dagmar Gregorová (27.10.2011)
Nanoantény vyráběné technikou DNA origami     Autor: Josef Pazdera (23.07.2013)
DNA jako šablona pro součástky grafenové elektroniky     Autor: Stanislav Mihulka (08.09.2013)
Šikovná nanoměřidla z DNA origami pro výzkum rakoviny     Autor: Stanislav Mihulka (08.07.2014)



Diskuze:

DNA elektronika

Jan Novák9,2016-12-10 06:26:04

Bude mit pravdepodobne jeste vetsi problem s nestabilitou organickeho materialu nez OLED display. O tom se tvrdilo ze se bude tisknout skoro zadarmo a nahradi tekute krystaly uz pred 10 lety.

A vykaslete se na Boha, on na nas taky kasle...

Odpovědět


Re: DNA elektronika

Milan Krnic,2016-12-10 13:50:59

Problém ve stabilitě vidím podobně.
Ovšem čím více pro rozvoj nutných požadavků na utvoření stability, tím lépe.
Řešení stability vidím v regeneraci, ale to už by byl obrovský skok do oblasti sci-fi.

Odpovědět

Nakonec i toho o kterém se říká,

Karel Rabl,2016-12-09 19:36:11

ve starém zákoně že tady je a není by musel stvořit čas protože bez času by nemohl být pastýřem věřících lidí.

Odpovědět


Re: Nakonec i toho o kterém se říká,

Milan Krnic,2016-12-10 10:00:30

Souhlasím, protože nakonec i ten, o kterém se říká v příběhu O Červené Karkulce, že byl, ale i nebyl Červená Karkulka, by musel stvořit čas, protože bez času by nemohl sežrat babičku.

Odpovědět


Re: Re: Nakonec i toho o kterém se říká,

Josef Hrncirik,2016-12-10 11:43:21

No a z času se dá nejen občas, ale i zcela pravidelně během církevního roku vybírat desátek. (raketýring výměnou za věčnost; (deriváty futures))

Odpovědět


Re: Re: Re: Nakonec i toho o kterém se říká,

Glosa Znosa,2016-12-15 13:03:26

Pán Bůh stvořil dinosaury, aby na ně pak vrhnul planetku. Obávám se, že tu máme co do činění s náturou umíněného pětiletého chlapečka.

Odpovědět

Elektronika z genového materiálu.

Vlastislav Výprachtický,2016-12-09 17:39:43

Z těchto poznatků mohou vycházet i další aplikace v různých oborech, zejména v biologii a medicíně. V medicíně lze využít nanostruktur z DNA pro renovaci nervových vzruchů, k řešení synapse,na úpravy mezibuněčných vlivů. V biologii pro hybridní struktury a podobně.

Odpovědět


Re: Elektronika z genového materiálu.

Dag Bedmen,2016-12-12 08:51:58

No, tak nějak, svět cyborků a mutantů přestává být fantasií ?

Odpovědět


Bude z toho max. nanozkrat nebo nanopojistky, ev. článek a grant

Josef Hrncirik,2016-12-18 16:40:40

Odpovědět

Tak čekám,

Jaroslav Lepka,2016-12-09 09:27:28

kdy se objeví nějaký bigotní duchovní, že takhle to Bůh rozhodně nemyslel.

Odpovědět


Re: Tak čekám,

Jiří Svejkovský,2016-12-09 10:03:30

Na to je jednoduchá odpověď: A vy jste kdo, že tak jistě víte, jak to pán Bůh myslel?

Odpovědět


Re: Re: Tak čekám,

Dag Bedmen,2016-12-09 12:02:49

No, tak nějak to je, pán neví, jak to pán Bůh myslel, a asi to neví nikdo (nejspíš ani sám pán Bůh), ale jistě se najde nějaký duchovní, který nám to všem vysvětlí, navzdory tomu co dnes již vědci dokáží. A pro nás, co nám tito duchovní nejsou schopni vymýt mozek, jsou vědecké poznatky mnohem více, než pro vymyté mozky, pán Bůh.
Ale je to síla, takový výzkum a takový úspěch.

Odpovědět


Re: Re: Tak čekám,

stanislav vyskočil,2016-12-09 13:07:43

Na to je jednoduchá odpověď: Žádný Bůh není a tudíž ani nic nemyslel. Že se ptám ,který z těch 2000 Bohů ve které dnes lidé věří je ten pravý ? /S minulostí je jich až 20000/,samo že ten Váš a to je který ,ať se zasmějem.

Tady probíhá už 4 miliardy let Evoluce hmoty od prvního anorganického replikatoru a nic jiného. Ty Bohy si už konečně vyhodte z hlavy nebo se tu kvůli nim uplně vyvraždíme.
Náš zkutečný zřizovatel je nehmotný software genomu DNA a ten řídí uplně vše . Vyšší smysl náš život nemá ,stačí aby přiletěl bolit a končíme ,ale ne vesmír, ten si pojede dál.

Werich,Ježek: "život je jen náhoda ,jednou si dole a jednou nahoře ..plyne jak voda a smrt je jako ´móře ,,,"

Život je obrovská náhoda ,kdyby bolit nebo supernova nevyhubila dinosaury ,tak tu nejsme,alespoň v dnešní podobě, a jiné náhody ,triliony náhod.

Odpovědět


Re: Re: Re: Tak čekám,

Jiří Svejkovský,2016-12-09 14:57:46

Jsem taky neznaboh, ale tvrdit, že žádný Stvořitel (nazvěte si ho jak chcete) neexistuje mi připadá dost odvážné. Že je Země středem vesmíru taky všichni urputně věřili a Koperníka nejdřív považovali za rouhače ... Poslechněte si, co o své víře povídá třeba Dr. Grygar a to je už nějaká váha!

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Karel Rabl,2016-12-09 19:22:34

Jeden "stvořitel" je přijatelný i pro nevěřící a tím je čas, nikdo neví co bylo před tkzv velkým třeskem pokud existoval ale čas tu určitě byl i před ním a s pokud máte na něco dost času a pohyb...může smícháním různých částic vzniknout i život pokud život sám není celý vesmír a ten zbytek i my jeho odpadem či nepovedenou kopií.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Stanislav Florian,2016-12-10 00:16:13

Je to tak, my atheisti říkáme, kdyby nebylo DNA, musel by ji Bůh vytvořit.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Antonín Lejsek,2016-12-10 16:22:29

Čas je koncept svázaný s prostorem potažmo hmotou. Mluvit o času mimo náš vesmír je problematické. Je docela možné, že čas existuje pouze v rámci našeho vesmíru.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Marcel Brokát,2016-12-10 11:01:59

Dr. Grygar má zcela určitě za sebou trochu plodnou kariéru, ale, že by se jednalo o nějakou významnou morální autoritu to tedy ne. A ten klub Sisyfos... hrůza

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Milan Krnic,2016-12-10 11:06:12

A krom pomluv byste něco konkrétnějšího neměl?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Marcel Brokát,2016-12-11 10:35:47

ale jistěže měl - slova samotného páně Grygara:
„Vaše náboženská víra je stejně iracionální pane Grygare jako pavědy, proti kterým bojujete.“ Odpověď má připravenou. Cituje spisovatele Gilberta Chestersona: „Od té doby, co lidé přestali věřit v Boha, jsou ochotni věřit kdejaké pitomosti."
„Pro mne byla od útlého dětství jasná hranice – jakákoli doktrína, která útočí proti základům náboženské víry ...., je pro mě absolutně nepřijatelná".
„Potírání bludů je svým způsobem veselá záležitost, protože jsou to vesměs docela kolosální hlouposti. Znovu a znovu žasnu, čemu všemu jsou někteří lidé ochotni uvěřit....“

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Milan Krnic,2016-12-11 12:11:46

Na tom není nic zvláštního.
Také si nemyslím, že by byla víra v Boha iracionální, jako např. záležitosti oceněné Bludným balvanem. Jednoduše proto, že vědu a víra se nesmysl míchat dohromady (což oceňovaní dělají běžně, a Sisyfos proti tomu vystupuje).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak čekám,

Josef Hrncirik,2016-12-12 13:15:14

Však říká "...od mládí absolutně úspěšně indoktrinován. Radostně".

Odpovědět


I Giordano viděl jasnou hranici zblízka

Josef Hrncirik,2017-01-07 07:54:25

Odpovědět


Re: Tak čekám,

Jaroslav Pešek,2016-12-10 18:04:40

Problém je ten, že nic takého jako je duchovní člověk neexistuje. Buď jsou to podvodníci nebo žijou v sebeklamu.

Odpovědět


Re: Re: Tak čekám,

Milan Krnic,2016-12-10 18:11:15

Problém je, že i existence samotná je pouze filozofický termín.

Odpovědět


Re: Re: Tak čekám,

Honza B.,2016-12-11 07:45:44

To je stejne smesne arogantni nazor jako nabozensky dogmatismus ... Jak vite, ze v sebeklamu (snu, iluzi sveta) nezijeme naopak my vsichni ?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace