Les nanodispositifs ADN se rapprochent de la réalité
L'origami ADN est un type de structure ADN auto-assemblée qui peut être programmée pour former des crochets spécifiques sur des molécules souhaitées. Il s'agit d'une structure plate d'environ 100 nm de côté avec plus de 200 positions sur chaque face, où des brins d'ADN arbitraires, des protéines ou des polymères peuvent se lier et se stabiliser sur l'ADN dans des chemins et des schémas prédéfinis. Avec des diamètres de 50 nm ou moins, les points quantiques peuvent conduire à des nanodispositifs innovants. Le consortium META (Materials enhancement for technological applications) a immobilisé avec succès l'origami ADN rectangulaire qui servait de maquette d'assemblage suspendue sur des points quantiques de 25 nm de diamètre – une base de construction pour le développement de nanodispositifs sophistiqués. Ils ont également assemblé des aptamères et d'autres biomolécules à divers endroits choisis des maquettes d'ADN. Cette technologie hybride organique-solide contourne de nombreux problèmes qui ont jusqu'à présent entravé le développement rapide de l'électronique moléculaire. En particulier, les positions précises, l'orientation souhaitée et la stabilité des semi-conducteurs moléculaires organiques sur le métal ou les transducteurs d'oxyde ont été d'importantes pierres d'achoppement. Les partenaires de META ont utilisé la lithographie à faisceaux d'électrons pour créer des points quantiques et des lieurs de thiol pour fixer les maquettes d'origami ADN à ces nano-électrodes. À l'avenir, ils étudieront des matériaux d'électrode plus adéquats tels que le platine, le chrome, les nanotubes de carbone et le graphène. Grâce aux approches de la dynamique moléculaire classique et fonctionnelle de la densité, les membres du projet ont également étudié les détails des interactions entre les séquences de peptides courts et les matériaux spécifiques comme le titane et le nanocarbone graphitique. L'étude des séquences des peptides spécifiques à des matériaux peut constituer un outil formidable pour attacher les matériaux solides à des positions pré-assignées avec l'orientation souhaitée. Enfin, l'équipe a évalué une méthodologie pour calculer les taux de transfert des charges le long et entre les maquettes d'ADN. Les propriétés particulières à l'interface des oxydes céramiques nanostructurés ont ouvert de nouvelles possibilités de recherche. Une compréhension approfondie des interactions entre la conductivité des ions et les propriétés physico-chimiques aux échelles nanométriques peut accélérer le développement des piles à combustible d'oxyde micro-solides. Les chercheurs ont utilisé les dépôts à impulsions laser pour fabriquer des couches d'oxyde à film fin. L'utilisation de la microscopie de souche électrochimique et la spectroscopie de neutrons a permis à l'équipe de sonder à l'échelle nanométrique la conductivité d'ions locale et de récolter des informations importantes sur la dynamique des ions sur une large gamme de longueur et d'échelles de temps dans des processus clés d'appareils de conversion d'énergie tels que des piles à combustible. Les travaux du projet ont généré de tous nouveaux concepts dans le développement de micro- et nano-dispositifs. Le projet META était une collaboration entre la Chine, l'UE et les États-Unis.
Mots‑clés
Nanodispositifs ADN, points quantiques, capteurs moléculaires, origami ADN, séquences de peptides
