Holendrzy znani byli od wieków z subtelnej sztuki obróbki diamentów i z umiejetności budowania precyzyjnych instrumentow. Holandia znana jest także z licznych laureatów nagrody Nobla w różnych dziedzinach naukowych. Obecnie, ten mały kraj przoduje w świecie w wielu badaniach naukowych.
Niedawno grupa naukowców z Instytutu Mikroelektroniki i Technologii Submikronowej w Delft (DIMES) przeprowadziła nowatorskie badania własności elektrycznych pojedynczych molekuł DNA - badaniach ważnych zarówno dla biologii molekularnej, chemii jak i fizyki.
Cees Dekker, jeden z naukowców z DIMES pisze w ten sposób o problemach, jakie musiano pokonać: "Najpierw trzeba było wytworzyć elektrody odległe od siebie zaledwie o powiedzmy 5 nanometrów (1 nanometr to jedna milionowa część milimetra). To zadanie wykracza poza możliwości zwykłej litografii przy użyciu wiązki elektronów. Następnie, badane molekuły należało umieścić pomiędzy elektrodami tak, aby zamknięty został obwód elektryczny."
Z pierwszym problem uporano się w ten sposób, że najpierw przy pomocy tradycyjnych metod litografii wykonano elektrody platynowe odległe od siebie o 25 nm, a następnie osadzano na nich dodatkowe warstwy atomów platyny, stopniowo zmniejszając odleglość pomiędzy elektrodami do 5 nm.
Zaś molekuły DNA umieszczono pomiędzy elektrodami i zorientowano właściwie przy pomocy metod elektrostatycznych.
Ten uklad doswiadczalny umożliwił poznanie po raz pierwszy wlasności elektrycznych DNA. Tym samym stworzona została nowa, potencjalnie bardzo potężna technika badañ spektroskopowych.
Pierwsze pomiary pokazały, ze molekuły DNA zachowują się jak połprzewodniki szerokopasmowe, o typowej szerokości przerwy energetycznej kilku elektronowoltów. Ich własności elektryczne są podobne do wlasności diod półprzewodnikowych i charakteryzują się silnie nieliniową zależnoscią pomiędzy napięciem a prądem, zaś w pewnych obszarach napięcia posiadają nawet ujemny różniczkowy opór elektryczny.
Pomiary wykonano w umiarkowanych warunkach zewnetrznych, jak również w próżni oraz w zakresie temperatur kriogenicznych. Obecnie kontynuowane są badania wpływu różnych parametrów na właściwosci, takich jak rodzaj sekwencji DNA, długości molekuł i warunków zewnętrznych.
Istnieje już nadzieja na nowego rodzaju zastosowania w bioelektronice, na przykład poprzez wykorzystanie struktur metalu i DNA jako bioczujników i innych urządzeñ.
Zamieszczone zdjęcie przedstawia eksperyment oczami artysty - jest ono własnością DIMES i Instytutu Technologii w Delft.