TUM presenterar DNA-origami-omkopplare som klarar över en miljon cykler

Forskare vid Tekniska universitetet i München (TUM) har framställt en DNA-baserad nanoskalaomkopplare. Den kan växla mellan två stabila lägen med hjälp av korta elektriska pulser och behåller sitt läge utan kontinuerlig energitillförsel.

Enheten byter tillstånd inom millisekunder och har visat exceptionell uthållighet. I laboratorietester fungerade omkopplaren i över 200 000 cykler. I ett separat experiment fortsatte den att fungera tillförlitligt efter cirka en miljon aktiveringar.

Tekniken bygger på DNA-origami, en metod där DNA-strängar vikts till precisa nanostrukturer. Utvecklingen adresserar ett centralt hinder för programmerbara molekylära maskiner: behovet av komponenter som är både styrbara och hållbara för upprepad användning.

Forskarna demonstrerade även två potentiella användningsområden. Omkopplaren användes för att styra en optisk signal via guldanoroder och för att reglera tillgången till en DNA-bindningsplats, vilket påverkar bindningshastigheten. Framtida tillämpningar kan inkludera molekylär informationsbehandling och optiska nanodevices, men ytterligare utveckling krävs för användning utanför laboratoriemiljöer.