Počítačový návrh templatoveho sestavování, replikace a syntézy na iontových površích (CADTARSIS)

Anotace

Ve snaze o vývoj sofisitikovaných nanostrojů, jako jsou molekulární počítače, dnes lidstvo postrádá především metody nano-výroby schopné sestavit mnoho různých molekul do přesně daného zapojení. Živá příroda tento problém řeší pomocí self-assemblingu a templátové syntézy za pomoci biopolymerů jako DNA, RNA a proteiny. V tomto projektu plánuji vyvinout metody výroby molekulárních obvodů na povrchu iontového krystalu ve vysokém vakuu (UHV) inspirované těmito biologickými principy. Toho má být dosaženo počítačovým průzkumem prostoru možných reakčních cest templatové sythézy a počítačovým návrhem nového polymeru (inspirovaného DNA) sloužícím jako předloha pro molekulární sestavení a syntézu. Pro zefektivnění počítačového návrhu plánuji vytvořit software kombinující výpočetní metody s různou mírou přesnosti a výpočetní ceny specializovaný na templatovou syntézu na iontovém povrchu. Takový software bude užitečný nejen pro náš projekt, ale prospěje celému oboru chemie na povrchu, která postrádá specializované nástroje podobné těm užívaným pro molekulární dokování v biochemii.