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Durchbruch auf Weg zum Molekular-Computer

Rund fünfzigmal kleiner als derzeitige Halbleiter-Strukturen

Rund fünfzigmal kleiner als derzeitige Halbleiter-Strukturen sind Drähte und Schaltelemente aus der Erbsubstanz DNS (Desoxyribonukleinsäure), die künftig als Bausteine eines molekularen Computers dienen könnten. Ein wichtiger Schritt in die Richtung auf solche Anwendungen ist nach eigenen Angaben jetzt einem Team um Prof. Uwe Hartmann (Uni Saarbrücken) und Prof. Min-Qian Li (Shanghai Joint Center of Nanotechnology) gelungen. Sie können DNS-Stränge in beliebigen Formen anordnen.

In einem zweistufigen Verfahren erzeugen die Wissenschaftler zunächst auf chemischem Weg gestreckte DNS-Stränge, die sie dann "nanomechanisch" mit einem Rasterkraftmikroskop bearbeiten und schneiden. Das funktioniert ohne aufwendige Umgebungsbedingungen bei Zimmertemperatur. Zum Beweis haben die Forscher das Kürzel "DNA" (englisch für DNS) mit 300 Nanometer hohen Buchstaben geschrieben.

Die neue Technik macht zunächst den Weg frei um DNS-Moleküle auf ihre elektrischen Eigenschaften zu untersuchen. Später kann daran gedacht werden, etwa 2 Nanometer dünne DNS-Drähte herzustellen, winzige DNS-Transistoren oder Speicher mit riesiger Kapazität. Erleichtert wird der Aufbau solcher Strukturen nach Angaben der Forscher im Prinzip dadurch daß DNS-Moleküle die Fähigkeit zur Selbstorganisation haben, also sich in vorgegebener Weise zu größeren Einheiten zusammenfinden.

Außer als Ersatz für Halbleiterstrukturen in herkömmlichen Rechnern könnte DNS auch eine Rolle in völlig neuen Computer-Architekturen spielen, bei denen jedes DNS-Molekül eine Teilaufgabe löst. Die Gesamtaufgabe - meist die Lösung von Suchproblemen - könnte dabei von einer riesigen Zahl in einem kleinen Volumen vorhandener und systematisch "programmierter" DNS-Moleküle in kurzer Zeit gelöst werden. Solche DNS-Rechner hat Leonard Adleman 1994 vorgeschlagen.

Mitteilung der Universität des Saarlandes

Arbeitsgemeinschaft DNA-Computing Dresden

Adleman-Artikel

"Wegwerf"-Karte speichert 10 GB (PC-WELT, 25.11.99)

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