Центральной технологической революцией 20-го века стала разработка компьютеров, которая привела к эпохе коммуникаций и Интернета. Основная мера этой эволюции — миниатюризация: уменьшение размеров наших машин.
Компьютер с памятью среднего портативного компьютера сегодня был размером с теннисный корт в 1970-х годах.Тем не менее, хотя ученые добились больших успехов в уменьшении размеров отдельных компьютерных компонентов с помощью микроэлектроники, им не удалось уменьшить расстояние между транзисторами, основным элементом наших компьютеров. Эти промежутки между транзисторами было намного сложнее и чрезвычайно дорого уменьшить в размерах — препятствие, которое ограничивает будущее развитие компьютеров.Молекулярная электроника, в которой молекулы используются в качестве строительных блоков для изготовления электронных компонентов, рассматривалась как окончательное решение проблемы миниатюризации.
Однако до настоящего времени никто не смог построить сложные электрические цепи с использованием молекул. Единственные известные молекулы, которые могут быть предварительно сконструированы для самосборки в сложные миниатюрные схемы, которые, в свою очередь, могут быть использованы в компьютерах, — это молекулы ДНК. Тем не менее, до сих пор никому не удавалось достоверно и количественно продемонстрировать прохождение электрического тока через длинные молекулы ДНК.
Теперь международная группа под руководством профессора Дэнни Пората из Еврейского университета в Иерусалиме сообщает о воспроизводимых и количественных измерениях потока электричества через длинные молекулы, состоящие из четырех нитей ДНК, что свидетельствует о значительном прорыве в развитии электрических цепей на основе ДНК. Исследование, которое может вновь вызвать интерес к использованию проводов и устройств на основе ДНК для разработки программируемых схем, опубликовано в журнале Nature Nanotechnology под заголовком «Перенос заряда на большие расстояния в одиночных G-квадруплексных молекулах ДНК».Профессор Порат связан с Институтом химии Еврейского университета и его Центром нанонауки и нанотехнологий.
Молекулы были произведены группой Александра Котляра из Тель-Авивского университета, который сотрудничает с Porath уже 15 лет. Измерения проводил в основном Гидеон Лившиц, аспирант из группы Порат, который продвигал проект вперед с большим творчеством, инициативой и решимостью.
Исследование проводилось в сотрудничестве с группами из Дании, Испании, США, Италии и Кипра.По словам Пората, «это исследование открывает путь к реализации программируемых схем на основе ДНК для молекулярной электроники, компьютерных схем нового поколения, которые могут быть более сложными, дешевыми и простыми в изготовлении».
Исследование было поддержано Европейской комиссией, Европейским научным фондом, Израильским научным фондом, Binational Science Foundation, Центром биогибридных комплексных систем Минерва, Институтом перспективных исследований Еврейского университета в Иерусалиме, Итальянским институтом Технологический проект MOPROSURF, Fondazione Cassa di Risparmio di Modena, Управление военно-морских исследований и Национальный научный фонд.