TUM-Forscher entwickeln DNA-Origami-Schalter für über eine Million Zyklen
Forscher der Technischen Universität München haben einen robusten DNA-Origami-Schalter entwickelt, der elektrisch betrieben wird und über eine Million Schaltspiele zuverlässig funktioniert.
Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben einen stabilen DNA-Origami-Schalter konstruiert, der mittels kurzer elektrischer Pulse zwischen zwei stabilen Zuständen umgeschaltet werden kann.
Das nanoskalige Bauteil wechselt seinen Zustand innerhalb von Millisekunden und behält die neue Konfiguration ohne konstante Stromzufuhr bei. Labortests zeigten eine Funktionsfähigkeit von über 200.000 Zyklen. In einem weiteren Versuchsaufbau arbeitete der Schalter nach rund einer Million Betätigungen weiterhin zuverlässig.
Diese Entwicklung adressiert die Notwendigkeit langlebiger Komponenten für programmierbare molekulare Maschinen. Der Schalter nutzt die DNA-Origami-Technik, bei der DNA-Stränge zu präzise definierten nanoskalarigen Formen gefaltet werden.
Das Team demonstrierte auch potenzielle Anwendungen, wie die Steuerung eines optischen Signals mittels Goldnanostäben und die Regulierung des Zugangs zu einer DNA-Bindungsstelle. Während diese Ergebnisse zukünftige Anwendungen in der molekularen Informationsverarbeitung und bei optischen Nanogeräten unterstützen könnten, ist weitere Forschung für den Einsatz außerhalb von Laborumgebungen erforderlich.