Membrany grafenowe mogą stać się technologią, o którą oparte będą nowe, znacznie tańsze urządzenia do sekwencjonowania DNA.

Nanotechnolodzy z Harvard University i Massachusetts Institute of Technology opublikowali doniesienie, że membrany grafenowe mogą być wykorzystywane do separacji kwasów nukleinowych. Najprawdopodobniej odkrycie to rozpocznie nową erę taniego sekwencjonowania DNA.

Cienkość warstwy grafenowej, jej stabilność i  własności elektryczne – w tym przewodnictwo  w roztworach jonowych, w których może być zanurzona – skłoniły badaczy do  zbadania możliwości zastosowania membrany grafenu do badania pojedynczych cząsteczek DNA. Zanurzona w roztworze jonowym membrana grafenowa zmienia swoje własności elektryczne i  powstaje w ten sposób Trans-elektroda o grubości mniejszej niż jeden nanometr. Ta niezwykle cienka warstwa, z nawierconymi nanoporami  tworzy w tych warunkach idealne środowisko do wysokowydajnego rozdzielania cząsteczek ( w tym cząsteczek DNA) i detekcji tego zjawiska, w czym można wykorzystać własności elektryczne błony grafenu.

Grafen to właściwie najcieńsza warstwa, z jakich zbudowany jest zwykły grafit. Grafen został  odkryty zaledwie sześć lat temu, jako kolejna z alotropowych form węgla. Grafen  jest  zbudowany jest z pojedynczej warstwy atomów węgla tworzących połączone pierścienie o formie sześcianów, a grubość materiału wynosi jeden atom – stąd ta forma węgla określana jest jako struktura dwuwymiarowa atomów C ułożonych w sieć heksagonalną. Długość wiązań węgiel-węgiel wynosi ok. 0,142 nm.

 

Źródło: http://dolinabiotechnologiczna.pl

 

WikiPedia:

Grafen – jedna z alotropowych form węgla, odkryta w2004 roku przez grupę brytyjsko-rosyjską[1] Grafen .zbudowany jest z pojedynczej warstwy atomów węglatworzących połączone pierścienie sześcioczłonowe imoże być uważany za ostatni element szereguwielopierścieniowych węglowodorówaromatycznych[2] Ponieważ grubość materiału wynosi .jeden atom, tę formę określa się jako dwuwymiarową(dokładniej dwuwymiarową strukturę atomów węglaułożonych w sieć heksagonalną). Długość wiązańwęgiel-węgiel wynosi ok. 1,42  Å, czyli 0,142nanometra.  Atomy węgla tworzą w grafenie płaską,praktycznie dwuwymiarową siatkę o sześciokątnychoczkach, której struktura przypomina plaster miodu.Za badania grafenu  Andriej Gejm  i  KonstantinNowosiołow otrzymali w roku 2010 Nagrodę Nobla wdziedzinie fizyki[3] .

 

Właściwości• Bardzo dobry przewodnik ciepła – zmierzonaprzewodność cieplna wynosi od 4840±440 do 5300±480 W/mK (dla porównania srebro – 429 W/mK)• Posiada niewielką rezystancję• Bardzo wysoka ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej przy założeniu jedynie rozpraszania nafononach μ = 200 000 cm²/Vs (dla porównania krzem – 1500 cm²/Vs, arsenek galu – 8500 cm²/Vs)• Prędkość przepływu elektronów, wynosząca 1/300 prędkości światła, umożliwia badanie efektówrelatywistycznych dla elektronu poruszającego się w przewodniku• Jest niemal całkowicie przezroczysty (pochłania tylko 2,3 proc. światła), przez jego warstwę nie przechodząnawet atomy helu.• Jest ponad 100 razy mocniejszy niż stal, a zarazem tak elastyczny, że można go bez szkody rozciągnąć o 20procent.ZastosowanieMateriał ten ma szansę w wielu zastosowaniach zastąpić  krzem[4] [5]  Naukowcy  amerykańskiego Massachusetts .Institute of Technology  (MIT) zbudowali eksperymentalny grafenowy układ, jako mnożnik częstotliwości, co oznacza, że jest w stanie odebrać przychodzący sygnał elektryczny pewnej częstotliwości i wyprodukować sygnał wychodzący, będący wielokrotnością tej częstotliwości. W tym przypadku, układ stworzony przez MIT podwoił częstotliwość elektromagnetycznego sygnału. Testy przeprowadzone przez IBM wykazały, że tranzystor wytworzony w procesie technologicznym 240 nm jest w stanie osiągnąć częstotliwość do 100 GHz[6]  Przejrzystość .i znakomite  przewodnictwo  sprawiają, że grafen nadaje się do wytwarzania przejrzystych, zwijanych w rolkę wyświetlaczy dotykowych,  źródeł światła  czy  baterii słonecznych.  Czujniki  z grafenu potrafią zarejestrować obecność pojedynczej  cząsteczki  szkodliwej  substancji. Jako dodatek do  tworzyw sztucznych, grafen może je przekształcić w przewodniki elektryczności, podnosi też odporność na ciepło oraz wytrzymałość mechaniczną. Tak elastyczne i wytrzymałe materiały nadają się do budowy  samochodów,  samolotów czy  pojazdów kosmicznych.Elektrony poruszają się w grafenie z  prędkością  sięgająca 1/300  prędkości światła, pozwala to wykonywać wieledoświadczeń, które dotąd wymagały użycia akceleratora.

Polecane: