以色列本古里安大学和美国佐治亚大学的共同研究成果或能让未来iPhone和安卓设备比现在市面上的设备要强一百万倍。

上述美以团队研发了首个“分子二极管”,利用由11个碱基对组成的单个DNA分子制成导电体。这是迄今为止研制的最小电子组件,也是新兴分子电子学领域的一个里程碑事件。

“我们仍处于非常初步的阶段,但我们的研究表明,电可以通过分子组件传导,意味着我们或能在今天同一形状的设备中再放入100万个我们最终制成的晶体管。” 本-古里安大学化学系约尼•杜比博士(Yoni Dubi)表示,“世界上很少有研究实验室能做到这一点,但是现在我们已经证明这是可能的,下一步是对其他组件进行试验,而我们的目标是研制分子大小的晶体管和开关等。”

除晶体管外,二极管是电气设备中最常见的组件,而且本身也可形成晶体管部件(二极管由两层硅组成,晶体管则由三层硅组成,二者皆为半导体组件)。二极管起到“通道”的作用,供电流通过(二极管可允许电流通过组件或阻断电流,不同功能取决于不同结构)。

在本-古里安大学和佐治亚大学的实验中(佐治亚大学方面的研究由工程学院徐炳乾教授领导),研究人员把一个由11个碱基对组成的DNA分子(远小于“标准”DNA分子;一条DNA链有32亿个碱基对)连接到只有几纳米大小的电路中。

“我们采用DNA分子与他们是有机分子无关,而是因为可以用很多已使用数十年的工具对DNA进行操作。”杜比说,“DNA处理工具可让科学家更好地进行纳米水平的研究。”

当研究人员测量通过分子的电流时,他们发现分子没有出现任何特殊行为。但在DNA中插入甲氧檗因分子后,电路出现了剧烈变化——负向电压的电流比正向电压增加了15倍,而这是二极管的必备特征。于是研究人员推断,他们研制了由单个DNA分子组成的二极管。

杜比表示, 由于现在证明了原理,也确立了通过分子大小的粒子传导电流的方法,下一步就是研究其他组件。

“我们想完善这个装置,提高其效率,并在更多设备上进行尝试。”杜比说,“我们可在开关和半导体及芯片的其他组件上进行试验。因为这些组件足够小,我们可在今天同样大小的设备中塞进更多组件,使设备功率变得更加强大。这个过程可能需要10年,也可能需要50年,但现在肯定已经拉开序幕。我们甚至无法想象这些设备未来的样子。”