Almanya’da bir araştırmacı DNA’dan yapılmış ilk elektrikli nanomotorları geliştirdi. Nanomotorlar, DNA origami adı verilen bir teknik kullanılarak oluşturuldu. Tıpkı kâğıt işçiliğinde olduğu gibi minik robotların oluşturulmasında kullanılan bu yöntem, DNA ipliklerinin karmaşık bir yapıda üç boyutlu şekillere katlanmasını içeriyor. Geçmiş örnekler arasında virüs tuzakları, bağışıklığı ortadan kaldıran ilaç sistemleri ve mikroskobik Van Gogh kopyaları yer alıyor. Bu yapılar, birbirlerine belirli şekillerde katlanan ve bağlanan DNA sekanslarının dikkatlice seçilmesiyle oluşuyor. Bu yöntemle araştırmacılar, bir çözeltiye belirli iplikler ekleyerek DNA nesnelerinin kendi kendilerine birleşmesine izin verebiliyor.
Araştırmacılar bu süreci ilk kez DNA’dan moleküler bir motor yapmak için kullandı. Motor, cam bir plakaya sabitlenerek yaklaşık 40 nanometre yüksekliğinde bir tabana monte edilen 500 nanometre uzunluğunda olan rotor kolundan oluşuyor. Tabanın ucuna, rotorun hemen altına sarılmış birkaç mandallı engele sahip bu platform, rotorun dönebileceği yeri kontrol ediyor.
Nanomotoru çalıştırmak için iki elektrot üzerinden AC voltajı uygulanıyor, oluşan güç ise rotorun dönmesini sağlıyor. Araştırmacılar, elektrik alanının yönünü değiştirip, uygulanan voltajın frekans ve büyüklüğüne müdahale ederek bu dönüşün hızını ve yönünü kontrol edebiliyor.
DNA’dan yapılan nanomotorlar gelecekte bize ne verebilir?
Oluşturulan sistem, DNA’dan yapılan ilk nanomotor olsa da geçmişte bu sisteme benzer tasarımlar yapılmadı değil. Bunlardan bazıları ultrasona yanıt veren basit birer nanorod olabilirken bazıları ise çok az atomdan oluşmaktaydı. Önceki tasarımlar, minik robotları harekete geçirme potansiyeline sahipken yeni DNA nanomotorunun kimyada kullanılabileceği dile getiriliyor.
Motoru daha da geliştirerek, gelecekte kullanıcı tanımlı kimyasal reaksiyonları yürütmek için kullanabileceklerini söyleyen çalışmanın başyazarı Hendrik Dietz, “Eğer hedeflediğimiz geliştirmeleri yapabilirsek istediğimiz yüzeyleri bu tür motorlarla yoğun bir şekilde kaplayabiliriz. Daha sonra başlangıç malzemelerini ekleyip biraz da AC voltajı uyguladığımızda motorlar arzuladığımız kimyasal bileşenleri üretebilir” dedi.