Minneapolis, Minnesota (VS) – Richard Kiehl werkt aan systemen waarin informatieopslag honderdmaal minder oppervlak vereist. Daarbij gebruikt hij een biologische bouwsteen: DNA.

Een opname onder een elektronenmicroscoop toont rijen van minuscule gouddeeltjes, netjes gerangschikt in een regelmatig patroon. De deeltjes bevatten slechts 55 goudatomen en bevinden zich hooguit enkele nanometer van elkaar. Het patroon ontstaat door het bouwmateriaal waaraan de gouddeeltjes zich hechten. Dat zijn steigers opgebouwd uit DNA, het erfelijk materiaal.
Richard Kiehl, hoolgeraar in elektrotechniek, ontwikkelde met zijn groep DNA-strengen met bepaalde basenvolgorden. Doordat de losse einden van DNA op een unieke manier kunnen koppelen met complementair DNA, vormen DNA-moleculen een ideaal microbouwmateriaal. De afstand tussen de basen is slechts 0,34 nanometer. Met korte strengen maken de onderzoekers DNA-tegeltjes die zich spontaan regelmatig op een oppervlak ordenen. In totaal maakten ze vier typen tegeltjes. Elk tegeltje bevat een uitstekende DNA-streng, waaraan de ingenieurs de gouddeeltjes konden hechten.
De DNA-steigers bieden mogelijkheden voor nano-elektronica. Gouddeeltjes zijn veel moeilijk vast te koppelen aan DNA dan bijvoorbeeld nanobuizen of andere organische moleculen. Kiehl denkt er al aan hoe hij elektrische lading of magnetische toestanden van nanodeeltjes kan gebruiken voor informatieopslag. Zelfs als de deeltjes een onderlinge afstand van twee nanometer hebben, kan een chip per vierkante centimeter tien triljoen bits vastleggen. Dat is honderdmaal meer dan wat met conventionele technieken de 64-GB-DRAMs in 2010 moeten gaan halen.

Erick Vermeulen