Nanoporfabrikation durch kontrollierten dielektrischen Durchbruch

Nanofabrikationstechniken zur Erreichung der dimensionskontrolle im Nanometerskala sind in der Regel geräteintensiv und zeitaufwendig. Der Einsatz energiereicher Elektronen- oder Ionenstrahlen hat die Herstellung von Nanoporen in dünnen Festkörpermembranen in den Bereich einiger akademischer Labore gerückt, doch sind diese Werkzeuge für viele Forscher nicht zugänglich und eignen sich schlecht für die Massenproduktion. Hier beschreiben wir einen schnellen und einfachen Ansatz zur Herstellung einer einzelnen Nanopore von bis zu 2 nm Größe mit sub-nm Präzision, direkt in Lösung, durch Kontrolle des dielektrischen Durchbruchs auf nanoskaliger Ebene. Die Methode beruht darauf, eine Spannung über eine isolierende Membran anzuwenden, um ein hohes elektrisches Feld zu erzeugen, während der induzierte Leckstrom überwacht wird. Wir zeigen, dass Nanoporen, die mit dieser Methode hergestellt wurden, klare elektrische Signale von translozierenden DNA-Molekülen erzeugen. Angesichts der enormen Reduzierung von Komplexität und Kosten stellen wir uns vor, dass diese Herstellungsstrategie nicht nur Forschern aus den physikalischen und Lebenswissenschaften zugutekommen würde, die einen zuverlässigen Zugang zu Festkörpernanoporen suchen, sondern auch einen Weg zur Herstellung nanoporenbasierter Biotechnologien bieten könnte.