Uno studio presso l’Università di Jyväskylä (Finlandia) ha sviluppato strutture bidimensionali a rete da origami di DNA per superfici di silicio creando opportunità per la nanofabbricazione su larga scala.
Uno studio dell’Università di Jyväskylä (Finlandia) ha sviluppato strutture bidimensionali a rete da origami di DNA per superfici di silicio e ha studiato come diverse condizioni ne influenzino la formazione. I risultati offrono nuove possibilità per la litografia assistita da DNA e quindi per la fabbricazione di nuovi tipi di materiali, ad esempio per l’ottica.
Nella sua tesi di dottorato, il ricercatore Johannes Parikka dell’Università di Jyväskylä ha fabbricato reticoli di origami di DNA bidimensionali (2D) a rete su silicio: “Gli origami di DNA sono strutture su scala nanometrica composte da DNA a singolo filamento. Possono interagire tra loro, formando strutture reticolari più grandi”.
In precedenza, reticoli simili erano stati realizzati solo su mica, che, essendo un minerale fragile, non è compatibile con alcun metodo di microfabbricazione successivo, come l’incisione. I reticoli di origami di DNA su silicio aprono la possibilità di utilizzare la litografia assistita da DNA, che consente ulteriormente la fabbricazione di un nuovo tipo di materiale.
“Il più grande reticolo monocristallino assemblato su silicio aveva un’area di 5,6 µm², che significa circa 560 origami di DNA individuali. Per questo particolare design e substrato di silicio, si tratta del risultato più grande mai raggiunto” afferma Parikka.
Origami di DNA versatili
La ricerca dell’Università di Jyväskylä ha utilizzato l’autoassemblaggio di strutture di origami di DNA su silicio, dove possono formare reticoli 2D più grandi. L’origami di DNA e il substrato di silicio trattato sono entrambi caricati negativamente.
Durante la ricerca, è stato determinato che le condizioni di deposizione, come la temperatura e le concentrazioni saline, influenzano la formazione del reticolo. Le strutture sono state per lo più visualizzate utilizzando la microscopia a forza atomica (AFM).
“Durante la ricerca, si è anche notato che, regolando le condizioni, principalmente le concentrazioni saline nella soluzione campione, i reticoli di DNA origami potevano essere arrotolati in strutture tubolari in soluzione. Inoltre, lo stesso origami di DNA, con lievi modifiche, poteva essere utilizzato per formare reticoli di nanoparticelle controllate” sottolinea Parikka dell’Università di Jyväskylä.
Un passo verso la fabbricazione di metamateriali
I risultati presentati in questa tesi sono importanti per la fabbricazione di reticoli di DNA origami su silicio e quindi anche per la fotonica, poiché consentono la metallizzazione delle strutture mediante litografia assistita da DNA. I reticoli metallici, rispetto ai singoli origami di DNA, migliorano maggiormente la risposta ottica e consentono la fabbricazione di un metamateriale.
“I metamateriali hanno una certa proprietà, come un indice di rifrazione negativo, che non si trova nei materiali presenti in natura” conclude Parikka.
