פריצת דרך מחקרית באוניברסיטה העברית תוביל ליצירת מחשבי DNA

קבוצת חוקרים בינלאומית בראשות פרופ' דני פורת מהאוניברסיטה העברית הצליחה להדגים לראשונה העברת זרם חשמלי למרחק גדול במולקולות המורכבות מארבעה גדילים שלDNA. מימצאי המחקר, שפורסם השבוע בעיתון המוביל נייצ'ר ננוטכנולוג'י(Nature Nanotechnology), מהווים פריצת הדרך המחקרית החשובה ביותר בעשור האחרון לקראת מימוש בנייתם של מעגלים אלקטרוניים על בסיס מולקולות של דנ"א.

המנוע המרכזי להתפתחות מהפכת המיחשוב לאורך השנים הוא מיזעור - ייצור מוצרי מחשב קטנים יותר כמו הטלפון הנייד, שאילו יוצר תוך שימוש ברכיבים משנות השבעים היה בגודל של מכונית. למרות ההתקדמות העצומה במיזעור רכיבים בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה, עדיין יש הקושי להקטין את המרחק בין רכיבי המחשב המרכזיים - הטרנזיסטורים. מגבלה זו מאיימת על עתידה של תעשיית המחשבים. הפתרון האולטימטיבי שהוצע למיזעור הוא אלקטרוניקה מולקולרית - ייצור מעגלים חשמליים העשויים מפרודות (מולקולות) ומורכבים בסקלה ננומטרית (מיליונית המילימטר), שיהיו זולים ופשוטים לייצור. למרות מאמצים רבים שהושקעו בכיוון זה, עד עתה לא הצליחו החוקרים לממש חזון זה. המולקולות שנבדקו במחקר הנוכחי יוצרו על ידי קבוצתו של פרופ' אלכסנדר קוטליאר מאוניברסיטת תל אביב, במסגרת שיתוף פעולה בין הקבוצות הנמשך כבר כ-15 שנים. הכנת ייחודית של הדגמים והמדידות בוצעו בעיקר על ידי גדעון ליבשיץ, תלמידו של פרופ' פורת, והתוצאות הושגו בשיתוף מחקרי רב שנים עם חוקרים מדנמרק, מספרד, מקפריסין, מארה"ב ומאיטליה.

דנ"א הוא החומר היחיד המאפשר יצירת מעגלים מורכבים כרצוננו אולם עד כה לא הודגמה העברת זרם חשמלי במולקולות ארוכות של דנ"א באופן הדיר. המחקר החלוצי מהאוניברסיטה העברית פותח דרך חדשה למימוש מעגלים חשמליים שיכולה להוביל לפיתוח מחשבים מתוחכמים יותר שיהיו זולים וקלים יותר לייצור. בנוסף, החוקרים מציעים הסבר מדעי למנגנון העברת הזרם, שהוא בעל חשיבות רבה למדענים העוסקים בתחום זה.