DNA 3D Yazıcıları Mikroçip Tasarımını Dönüştürebilir

Columbia Üniversitesi ve Brookhaven Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları, karmaşık üç boyutlu nanoyapıları birleştirmek için DNA’dan yapılmış yapı taşları kullandı. Nature Materials dergisindeki çalışma, hesaplamalı tasarımı moleküler öz örgütlenmeyle birleştiriyor. Bu, hazır mikroçip basan sıradan bir 3D yazıcı değildir.

DNA neden yapı taşı olabilir?

DNA iplikleri baz dizilimlerine göre birbirine bağlanabilir. Ekip, bundan yararlanarak DNA origamisinden sekiz yüzlü yapı taşları, yani vokseller oluşturdu. Kodlanmış bağ noktaları hangi voksellerin birleşeceğini belirliyor. Böylece yapı taşlarına yerleştirilen nanoparçacıkların konumu da yönetilebiliyor.

Tersine tasarım

Araştırmada önce istenen son yapı belirlendi. Bilgisayar yöntemi, yapının simetrilerini kullanarak gereken farklı voksel ve DNA bağlarını hesapladı. Tekrarlanan voksel grubu ‘mezovoksel’ olarak adlandırılıyor. Doğru kodlanan parçalar bir araya getirildiğinde hedeflenen kristal düzenine yerleşebiliyor. Bu, DNA’nın planlama veya deneysel iyileştirme olmadan her şekli ürettiği anlamına gelmez.

Laboratuvarda ne yapıldı?

Araştırmacılar düşük boyutlu düzenler, sarmal motifler, perovskit kristaline benzer bir yapı ve dağıtılmış Bragg yansıtıcısı dâhil çeşitli periyodik nanoparçacık organizasyonları kurdu. DNA çerçevelerine altın nanoparçacıklar da bağlandı. Yapılar mikroskopi ve saçılma yöntemleriyle incelenerek tasarımın öngörüleriyle karşılaştırıldı.

Yaklaşım ileride optik ve başka işlevsel nanomalzemelere katkı sağlayabilir. Çalışma, çalışan yeni bir işlemci, nöromorfik bilgisayar, ticari üretim maliyeti veya piyasaya çıkış tarihi göstermiyor. DNA çerçevelerini kalıcı inorganik parçalara dönüştürmek ayrı bir geliştirme adımıdır.

Şirket bağlamı

Applied Materials yarı iletken sektörüne ekipman sağlıyor, ancak bu DNA öz örgütlenme çalışmasının katılımcısı olarak belirtilmedi. Sonuç şirketin gelirini veya hisse fiyatını doğrudan öngörmez.

Applied Materials (AMAT )

Applied Materials hakkında güncel haberler:

Kaynak: Kahn, J. S. ve arkadaşları, Nature Materials 24, 1273–1282 (2025), doi:10.1038/s41563-025-02263-1.