Dessa är transmissionselektronmikroskopbilder av en nanopor i grafen. Den ursprungliga poren till vänster växer avsevärt under påverkan av elektronstrålen. Bilden till höger är sporen efter fyra minuter vid 800 °C. Porer antingen krymper eller växer beroende på temperaturen och elektronstrålebestrålningen.
(Phys.org) – Ingenjörer vid University of Texas i Dallas har använt avancerade tekniker för att göra materialet grafen tillräckligt litet för att kunna läsa DNA.
Att krympa storleken på en grafenpor till mindre än en nanometer – tillräckligt liten för att trä en DNA-sträng – öppnar möjligheten att använda grafen som ett billigt verktyg för att sekvensera DNA.
"Att sekvensera DNA till en mycket billig kostnad skulle göra det möjligt för forskare och läkare att bättre förutsäga och diagnostisera sjukdom, och även skräddarsy ett läkemedel till en individs genetiska kod, " sa Dr Moon Kim, professor i materialvetenskap och teknik. Han var seniorförfattare till en artikel avbildad på omslaget till septemberutgåvan av Kol .
Den första behandlingen, eller sekvensering, av mänskligt DNA av den internationella vetenskapliga forskningsgruppen känd som Human Genome Project kostade cirka 2,7 miljarder dollar. Ingenjörer har forskat på alternativa nanomaterialmaterial som kan trä DNA-strängar för att minska kostnaden till mindre än $1, 000 per person.
Det visades 2004 att grafit kunde förändras till ett ark av bundna kolatomer som kallas grafen, vilket tros vara det starkaste materialet som någonsin uppmätts. Eftersom grafen är tunt och starkt, forskare har sökt efter sätt att kontrollera dess porstorlek. De har inte haft mycket framgång. En nanosensor gjord av grafen skulle kunna integreras med befintlig kiselbaserad elektronik som är mycket avancerad och ändå billig, för att minska kostnaderna.
I den här studien, Kim och hans team manipulerade storleken på nanoporen genom att använda en elektronstråle från ett avancerat elektronmikroskop och in-situ uppvärmning upp till 1200 grader Celsius temperatur.
"Det här är första gången som storleken på grafen nanoporen har kontrollerats, speciellt att krympa den, " sa Kim. "Vi använde högtemperaturvärme och elektronstråle samtidigt, en teknik utan den andra fungerar inte."
Nu när forskare vet att porstorleken kan kontrolleras, nästa steg i deras forskning blir att bygga en prototypenhet.
"Om vi kunde sekvensera DNA billigt, möjligheterna att förebygga sjukdomar, diagnos och behandling skulle vara obegränsad, "Sade Kim. "Att kontrollera grafen tar oss ett steg närmare att få detta att hända."
