Как проконтролировать размер пор в графене

В Техасском университете в Далласе (США) найден способ контроля размеров пор в графене, что когда-нибудь позволит использовать этот материал для считывания ДНК.

Уменьшение пор в структуре графена до размеров менее 1 нм открывает широкие возможности для его применения в качестве дешёвого инструмента секвенирования ДНК. Наличие такого метода под рукой позволило бы врачам лучше диагностировать и предсказывать возможный ход развития болезней и назначать лекарства в соответствии с индивидуальными генетическими особенностями человека.

Справочно напомним, что первый масштабный проект по считыванию человеческой ДНК («Геном человека») стоил «всего лишь» $2,7 млрд. Появившиеся позднее наноматериалы позволили удешевить процесс до почти смешных $1 000 с человека.

В 2004 году впервые был получен моноатомный слой графита, названный графеном. Материал считается самым прочным из когда-либо изученных, и поскольку графен тонок и прочен, было бы чрезвычайно привлекательно использовать его при секвенировании ДНК. Правда, для этого необходимо научиться создавать поры контролируемого размера. К сожалению, несмотря на все усилия, до сих пор не удалось добиться хоть сколько-нибудь значимого прогресса в этой области. А между тем наноразмерный графеновый сенсор можно было бы довольно просто интегрировать с уже существующей недорогой и удивительно производительной кремниевой электроникой.

И вот техасским учёным, по всей видимости, удалось добиться желаемого. В публикации, появившейся в журнале Carbon, они сообщают, что научились получать поры желаемого размера (дырки), используя электронный пучок просвечивающего электронного микроскопа и локальный разогрев до 400–1 200 ˚C (термический зажим). Одновременное применение нагревания и электронного пучка являются обязательными условиями метода, так как поодиночке ни один из приёмов не работает. Заявляется, что названная вилка температур и время действия электронного пучка позволяют в меру гибко манипулировать размером образующихся пор.

Следующим шагом, по словам авторов работы, станет создание прототипа секвенирующего устройства. Неужели будущее — с его неограниченными возможностями в диагностике, лечении и предупреждении заболеваний — совсем близко?

Подготовлено по материалам Техасского университета в Далласе.