Hur DNA 3D-skrivare kan förändra mikrochipsdesign

Ett team av forskare från flera prestigefyllda lärosäten har just låst upp nyckeln till nano-skalfabricering. Deras banbrytande tillvägagångssätt använder en särskilt byggd DNA 3D-skrivare. Denna helt nya tillvägagångssätt för tillverkning av riktade 3D-nanoskalastrukturer förlitar sig på förutsägbarheten och självmonteringsfunktionerna som DNA besitter. Intressant nog använder tekniken modulära DNA-strukturer som kan länkas samman för att bilda större arkitekturer. Dessa strukturer kan bidra till att driva avancerad teknik som neuromorfisk datoranvändning, termisk avkoppling och framtida mikrochipsdesign. Här är vad du behöver veta.
<h3.Varför nano-skalfabricering är viktigt

Epoken av småskalig tillverkning har lett till stora tekniska genombrott. Miniatyrisering av kärnkomponenter har möjliggjort för ingenjörer att skapa mikroelektronik som skulle verka som science fiction för bara 5 år sedan. Men även avancerade chip som förlitar sig på fotolitografi för att lasergrava mallar är begränsade i sin förmåga att miniatyriseras.

Tekniker som additiv tillverkning har hjälpt till att driva småskalig tillverkning vidare, men de har fastnat nyligen. När nano-tillverkning blir nästa steg i miniatyrisering har dessa tekniker kommit kort på grund av de unika kraven som krävs för att skapa nano-stora strukturer. Noterbart är att nanostrukturer är idealiska för högteknologiska vetenskapliga tillämpningar eftersom de erbjuder överlägsen bindningsstyrka, strukturellt stöd och kan bidra till transport av värme eller elektricitet om det behövs.
<h2.Utmaningarna med att skriva ut mikroelektronik

Problemet med att använda 3D-skrivare för att skapa nanoskala-projekt är att deras ren storlek gör det omöjligt att säkerställa att de kommer att behålla sin struktur. Detta problem blir ännu mer relevant när det gäller komplexa tredimensionella strukturer.
<h2.Hur DNA 3D-skrivaren fungerar

Med kännedom om dessa begränsningar och behovet av att undersöka nano-tillverkningsprocessen ytterligare, släppte en grupp ingenjörer från Columbia och Brookhaven National Laboratories studien “Encoding hierarchical 3D architecture through the inverse design of programmable bonds“¹.

Denna artikel utforskar potentialen för att använda DNA som 3D-skrivningsmaterial. DNA har några unika egenskaper som gör det idealiskt för denna uppgift. För det första självmonterar det på grund av naturliga reaktioner. Denna bio-organisation betyder att dessa strukturer kommer att bildas när de skrivs ut utan ytterligare steg.

Källa – Natural Materials