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美科学家借助DNA原理装配微芯片
http://www.100md.com 2004年12月21日 新华网
     新华网洛杉矶12月18日电(记者陈勇)美国明尼苏达大学教授理查德·基尔等人,利用DNA能按照既定模式自我组装的特点,用密集排列的常规接脚合成了“DNA框架”,作为组装运算或存储用微电路的模板。

    研究人员称,“DNA框架”所指导合成的处理电路,集成度是目前最好的处理电路的1000倍。它指导合成的存储电 路,集成度是目前CPU芯片中管线存储电路的100倍。

    研究人员最早在2003年就发表了相关论文。如今,他们又对合成方法进行了改进,使微元件的组装更有效率,这一成果17日发表在本月的美国化学学会刊物《纳米通信》上。

    DNA分子是自然界最好的信息存储材料,有科学家认为它是信息技术产业研发更简洁的数据处理和存储电路的关键。基尔说,制造超高集成电路的流程,需要的精确度达纳米级。在传统的硅芯片中,信息处理效率取决于各个微单元的距离,也就是线宽。如果应用“DNA框架”,各微元件的安装精度可以达到三分之一纳米,线宽大大缩小,元件的处理和存储效率将非常高。

    “DNA框架”是由人工的DNA分子片段组成的,它们自然交织成一张分子纤维网,犹如“灯芯绒”一般。这“灯芯绒”的条纹就是具有粘结性的DNA条。DNA分子具有碱基配对的特性,而用来处理或存储信息的微单元,就包裹在互相对应的DNA片段中,依靠DNA的自我组合,微元件之间就像合上的尼龙粘扣一般紧密。

    在早期的研究中,基尔等人把金做的纳米元件以常规密度预先“织”到DNA纤维“框架”中,依靠纤维之间的结合来完成元件装配。在新的研究中,他们先用常规密度的DNA条组合成“框架”,然后在纤维上排列纳米级的微元件,这样装配的效率更高了。而这些微元件可以是金属元件、纳米级的电子装置,甚至也可以是有机分子。

    基尔说,他们现在可以按照计算机芯片为模板组装一个“DNA框架”,然后立刻以纳米级的微元件排列在“DNA框架”表面。类似这样密集而规则排列的纳米元件,可以用来快速识别图形图像,而常规的电脑芯片却很难做到。, 百拇医药