ترانزستورات الجرافين المصنوعة من الحمض النووي
في عالم الإلكترونيات، أصبحت رقائق الكمبيوتر الأصغر والأرخص والأسرع تعني الأفضل في عالم الإلكترونيات. وقد شاع استخدام السيليكون لفترة طويلة كمادة تستخدم في صناعة الرقائق. وبينما يعمل العلماء باستمرار على تحسين بناء رقائق أصغر حجماً وأعلى سرعة، تأتي نقطة معينة تتداخل فيها الحرارة وغيرها من العوامل المتداخلة مع بعض وظائف رقائق السيليكون.
وحدة التشغيل الأساسية على الرقاقة هي الترانزستور. تعمل الترانزستورات كبوابات صغيرة للإشارات الكهربائية القادرة على التضخيم. في الوقت الحاضر، هناك تقنية واعدة قد تعالج وسائل بناء ترانزستورات أصغر وأسرع مع استهلاك أقل للطاقة. فقد كشفت أستاذة الهندسة الكيميائية في جامعة ستانفورد زنان باو مع زميليها في الدراسة وزميليها السابقين في مرحلة ما بعد الدكتوراه فونغ لينغ ياب وأناتولي سوكولوف عن إجراء استخدام الحمض النووي كنموذج لتجميع الجيل الجديد من الرقائق الإلكترونية القائمة على هذه المادة العجيبة المعروفة - الجرافين، بدلاً من السيليكون.
وتعتقد باو وزملاؤها أن الخصائص الفيزيائية والكهربائية للجرافين يمكن أن توفر رقاقة سريعة جداً لا تتطلب سوى قدر ضئيل جداً من الطاقة. ونظرًا لرقة الجرافين - بسماكة ذرة واحدة - وعرض يتراوح بين 20 و50 ذرة، توصلوا إلى فكرة استخدام الحمض النووي الذي يحتوي كيميائيًا على ذرات الكربون لتوفير قالب لتخليق الجرافين. وتسمح الخصائص الفيزيائية للحمض النووي ونظامه التنظيمي للعلماء بتجميع قالب الجرافين بكفاءة.
وقد بدأ فريق ستانفورد العملية بغمس طبق من السيليكون في محلول غني بالحمض النووي ثم مدّ خيوط الحمض النووي بتمشيطها بشكل مستقيم متجانس. بعد ذلك، عولج الحمض النووي الموجود على الطبق بمحلول ملح النحاس حيث تم ابتلاع أيونات النحاس في الحمض النووي. بعد ذلك تم تسخين الحمض النووي المطعّم بالنحاس وغمره بغاز الميثان الهيدروكربوني. وتؤدي الحرارة الناجمة عن هذا الإجراء إلى إطلاق بعض ذرات الكربون التي تتشكل في قرص عسل كربون نقي من الجرافين.
ووفقًا لباو، فإن هذه العملية ليست مثالية بعد حيث لم تتشكل جميع ذرات الكربون في هياكل قرص العسل - فبعضها يتجمع في أنماط غير منتظمة. ومع ذلك، فإن هذه التقنية منخفضة التكلفة، لديها إمكانات كبيرة ويمكن أن تحل محل السيليكون.
Chin Trento
