Coupling DNA nano-breadboards to solid state conductors

13 DNA based nano breadboards
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DNA is not only a most extraordinary information storage medium: the programmable pairing of DNA single strands into precisely engineered, connecting double helices make it an extremely appealing material for assemblage of nanoscale architectures. This is the basis of DNA nanotechnology, and designing almost any structure made of DNA at the nanometer scale, decorating it with a variety of functional molecules, and accomplishing it by virtually inexpensive self-assembly, is already a reality in many research laboratories in the world. But can we extend the range of applications of this technology by coupling DNA grafted molecular electronic nanocircuitry to solid state devices, and interface molecular smart functions to our senses? This challenging research is addressed by a collaborative research among ENEA, the Universities of Roma Tor Vergata and Aarhus, and the CNMS of the Oak Ridge National Laboratory. The first results obtained by our consortium pave the way to the technological ability to interface and use completely self-assembled, DNA-based electronic nano-breadboards, endowed with ultra-high-density functional organic components

 

Nanotecnologie ibride DNA-stato solido per l’elettronica molecolare

Il DNA non è solo lo straordinario sistema di codifica dell’informazione genetica che tutti conosciamo: la possibilità di programmare l’accoppiamento di singoli filamenti in doppie eliche permette di utilizzarlo per il montaggio di nanostrutture di forma arbitraria. La nanotecnologia del DNA è già una realtà in molti laboratori al mondo, in cui le più diverse strutture di DNA, vengono programmate e realizzate, e per di più “accessoriate” con molecole funzionali attraverso l’autoassemblaggio molecolare, che richiede costi minimi. È possibile rendere applicativa questa tecnologia, accoppiando opportunamente una componentistica elettronico-molecolare assemblata su nanostrutture di DNA ad una convenzionale circuiteria a stato solido che possa interfacciarla con i nostri sensi? Questa sfida tecnologica viene raccolta da una ricerca coordinata tra l’ENEA, le Università di Roma Tor Vergata e di Aarhus, e il Center for Nanophase Materials Science del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge negli USA. E i primi risultati ottenuti sembrano aprire la strada alla connessione di sistemi organici con il mondo dello stato solido e all’utilizzo di un’elettronica biomolecolare su “schede” nanometriche completamente autoassemblate, fatte di DNA

 

 

 

DOI 10.12910/EAI2015-064

L. Wang, C. Dalmastri, L. Mosiello, B. Rapone, S. Retterer, A. Krissanaprasit, K. Gothelf, P. Morales

Contact person: Piero Morales - piero.morales@enea.it

 

 

 


Piero Morales - ENEA, Casaccia Research Centre, Rome, I, - Centro NAST, University of Tor Vergata, Rome, I

- ENEA, Casaccia Research Centre, Rome, I

Abhichart Krissanaprasit, Kurt Gothelf - cDNA Center, University of Aarhus, DK

Scott Retterer - Center for Nanoscale Materials Science, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN (USA)