- Brittiska forskare har skapat en mikroskopisk platinafiol som bara mäter 35 mikron lång och 13 mikron bred – mindre än tjockleken på ett mänskligt hårstrå.
- Processen använder termisk nanolitografi, en avancerad teknik som gör det möjligt att skulptera otroligt exakta mönster på chips med hjälp av NanoFrazor-systemet.
- Fiolen är en kulturell symbol som används för att demonstrera nanoteknikens möjligheter, även om den inte fungerar som ett musikinstrument.
- Detta genombrott banar väg för utvecklingen inom miniatyrisering av enheter, databehandling, medicin och datalagring, och visar på potentialen i att manipulera material på nanoskala.
Möjligheten att bygga objekt i ofattbara skalor är nu verklighet tack vare de senaste framstegen inom nanoteknik. Från Storbritannien, en Ett team av fysiker vid Loughborough University har lyckats skapa en platinafiol så liten att den lätt kan placeras ungefär lika bred som ett mänskligt hårstrå.Även om den inte används för att spela musik, representerar dess existens en milstolpe inom materialvetenskap och teknik.
Bakom denna tekniska bedrift ligger önskan att visa, på ett visuellt och begripligt sätt, hur långt manipulationen av materia på nanometrisk skala har kommitDet lilla instrumentet, mindre än de flesta encelliga organismer, markerar ett nytt skede inom nanolitografiska experiment och symboliserar vad som kan uppnås när vetenskap och kreativitet går hand i hand.
En vetenskaplig bedrift i miniatyr
Den lilla fiolen mäter 35 mikron lång och 13 bred (en mikron är en miljondels meter), vilket gör att den kan vara mindre än diametern på ett mänskligt hårstrå, som varierar mellan 17 och 180 mikron. Denna prestation kom inte av en slump: teamet letade efter testa effektiviteten hos dess nya termiska nanolitografisystem, en banbrytande teknik som gör det möjligt att skapa mönster och strukturer med oöverträffad precision på flis och andra material.
För att sätta det i sitt sammanhang räcker det att påpeka att Denna fiol är ännu mindre än vissa tardigrader, de mikroorganismer som är kända för att motstå extrema förhållanden. Extrem miniatyrisering erbjuder, utöver anekdoten, möjligheten att revolutionera industrier som elektronik, medicin och datalagring.
Kelly Morrison, professor ansvarig för projektet, tillsammans med specialister som Naëmi Leo och Arthur Coveney, förklarade att de valde fiolen inte bara på grund av dess tekniska svårighetsgrad, utan också på grund av dess symboliska betydelse. Gesten "att spela världens minsta fiol" är allmänt känd som ett sarkastiskt sätt att bemöta överdrivna klagomål., och populariserades av tv sedan 70-talet och blev en ikon i virala serier och låtar.
Skapandeprocessen: NanoFrazor och avancerad litografi
Att uppnå ett verk av den här kalibern kräver en kombination av material och absolut kontroll över miljönProceduren börjar med att ett mikrochip beläggs med två lager av en material som kallas "resist", som är känslig för värme och ljus. Detta chip placeras inuti ett hermetiskt "handskfack", där varken damm eller fukt kan förändra resultatet..
Processens verkliga stjärna är NanoFrazor, En toppmodern schweizisk maskin som använder en extremt fin, uppvärmd spets för att "rita" fioldesignen med nanometerprecision.Genom denna sond tatueras konturer och detaljer på resistens översta lager.
Det undre lagret avlägsnas sedan för att avslöja fiolens hålighet, över vilken ett lager placeras. mycket tunn platinafilmSlutligen avlägsnar ett acetonbad de återstående resterna, vilket bara lämnar den blanka silhuetten av det lilla instrumentet på chipet. Hela etsnings- och framkallningsprocessen kan slutföras på cirka tre timmar, men att finslipa stegen för att uppnå ett definierat resultat krävde månader av arbete och diverse tester.
Bland de mest överraskande detaljerna hos fiolen är: den trohet med vilken kroppen replikeras, sidans f och till och med strängarna, som kan vara så lite som 100 nanometer tjocka och är arrangerade med stor precision med hjälp av atomkraftsmikroskop.
Implikationer och möjliga tillämpningar av nanoteknik
Denna fiol fungerar inte som musikinstrument, men ger tydliga bevis på den moderna nanoteknikens möjligheterNanolitografisystemet som gjorde detta möjligt tjänar inte bara till att modellera miniatyrverk, utan lovar också att omvandla områden som experimentell fysik, tillverkning av elektroniska kretsar och skapandet av ultrakompakta sensorer och biomedicinska apparater.
För närvarande använder forskare dessa procedurer för att analysera hur materia reagerar på stimuli som ljus, värme, magnetism eller elektricitet. Att förstå dessa interaktioner i så liten skala är avgörande för att designa komponenter som kan revolutionera allt från datoranvändning till energieffektivitet.
Vissa arbetsområden går redan mot integration av kvantmaterial i chips, vilket skulle kunna ersätta magnetiska lagringssystem och forma mycket snabbare och mer hållbara enheter.
En vetenskaplig och kulturell symbol
Valet av fiolen som ett bevis på konceptet är också ett exempel på hur vetenskapen kan engagera sig i populärkultur och kreativt uppmärksamma tekniska frågor. Uttrycket "du kan höra världens minsta fiol" har länge varit en del av den kollektiva fantasin, och genom att göra det till verklighet, Forskarna uppmanar allmänheten att ifrågasätta nyttan och utmaningarna med att arbeta på dessa skalor, som är omöjliga att se med blotta ögat.
Detta experiment Det hade inte varit möjligt utan ett tvärvetenskapligt team, kan kombinera kunskaper i fysik, kemi, teknik och till och med vetenskaplig kommunikationDemonstrationen att sådana detaljerade objekt kan modelleras på spetsen av en mikronål öppnar dörren för framtida tillämpningar inom kvantberäkning, medicintekniska produkter och smarta sensorer.
Den 35 mikron långa platinafiolen gör det tydligt att Nanotekniken är redo att förändra hela industrierTill synes anekdotiska gester kan bli fröet till framsteg som kommer att påverka vardagen mycket mer än vi tror. Innovation på nanoskala fortsätter att bana väg för en framtid fylld av tidigare oanade möjligheter.
Jag är en teknikentusiast som har gjort sina "nördar"-intressen till ett yrke. Jag har tillbringat mer än 10 år av mitt liv med att använda den senaste tekniken och mixtrat med alla typer av program av ren nyfikenhet. Nu har jag specialiserat mig på datateknik och tv-spel. Detta beror på att jag i mer än 5 år har arbetat med att skriva för olika webbplatser om teknik och videospel, skapa artiklar som försöker ge dig den information du behöver på ett språk som är begripligt för alla.
Om du har några frågor sträcker sig min kunskap från allt som rör operativsystemet Windows samt Android för mobiltelefoner. Och mitt engagemang är för dig, jag är alltid villig att spendera några minuter och hjälpa dig att lösa alla frågor du kan ha i den här internetvärlden.