La violín más pequeña del mundo es más delgada que un cabello humano

La frase «el violín más pequeño del mundo» está goteando con sarcasmo y reservada para desdén, pero para algunos investigadores es una marca de orgullo. Gracias a lo último nanotecnología Herramientas, un equipo de la Universidad de Loughborough de la Universidad del Reino Unido, creó recientemente lo que es literalmente el violín más pequeño del mundo. Con solo 35 micrómetros de largo y 13 micrómetros de ancho, el «instrumento» es más delgado que un cabello humano y hace tardígrados Parece imponente en comparación.

Sin embargo, no espere escuchar a los sonatas escalados. En este caso, los ingenieros diseñaron una imagen a nanoescala de un violín en lugar de un instrumento jugable. De todos modos, el hito no fue destinado a ser un truco: está ayudando a los expertos a superar los límites para las generaciones futuras de electrónica y chips informáticos.

Durante décadas, los diseñadores y fabricantes electrónicos han miniaturizado constantemente proyectos al tiempo que aumentan los puntos de referencia de rendimiento. Los chips de computadora han duplicado constantemente su capacidad aproximadamente cada 1,5 a 2 años, de acuerdo con una trayectoria conocida como Ley de Moore. Primero propuesto por el cofundador de Intel Gordon Moore En 1965, su teoría del homónimo se ha mantenido en gran medida incluso después de 65 años. Pero en cierto punto en un futuro no muy lejano, los fabricantes simplemente se quedan sin espacio físico y mejorable para los datos, que es donde computación cuántica puede entrar en juego.

Hasta entonces, los investigadores deben recurrir a técnicas cada vez más avanzadas para diseñar electrónica nanoscópica. Uno de esos enfoques es la nanolitografía, y el departamento de física de la Universidad de Loughborough recientemente adquirió un nuevo sistema diseñado para tales tareas.

«Nuestro sistema de nanolitografía nos permite diseñar experimentos que sondean los materiales de diferentes maneras, utilizando la luz, el magnetismo o la electricidad, y observar sus respuestas», dijo la profesora de física experimental Kelly Morrison en un reciente perfil de la universidad. «Una vez que entendemos cómo se comportan los materiales, podemos comenzar a aplicar ese conocimiento para desarrollar nuevas tecnologías, ya sea mejorando la eficiencia informática o encontrar nuevas formas de cosechar energía».

Antes de eso, Morrison y sus colegas necesitan comprender la ciencia a nivel del suelo. Para hacer esto, trabajaron con un nanofrazor. La herramienta del tamaño de un garaje diseñada por Instrumentos de Heidelberg se basa en una técnica particular conocida como litografía de la sonda de escaneo térmico para ensamblar estructuras a nanoescala. Esencialmente, la voluminosa matriz de nanofrazor culmina en una punta microscópicamente pequeña y kneleling capaz de observar e interactuar con objetivos de tamaño atómico. Una vez calentado a una temperatura especificada que varía entre 75 y 2012 grados Fahrenheit, la punta luego quema el material o los patrones de grabado según sea necesario.

Después de dibujar su esquema de violín utilizando un programa de renderizado, el equipo cubrió un chip de vidrio con dos capas de polímero en forma de gel para crear la base de lo que se conoce como resistencia. El chip se colocó a continuación en el nanofrazor, momento en el cual su punta calentada dio la vuelta al diseño de violín en la capa de polímero de superficie. A partir de ahí, el equipo desarrolló la resistencia disolviendo la debajo de la calzada ahora expuesta, dejando atrás un espacio vacío en forma de instrumento. Luego se aplicó una capa de platino sobre el chip antes de enjuagarse en acetona para eliminar cualquier material residual.

Si bien tardó meses en probar, refinar y mejorar sus técnicas, el proceso final solo tomó el nanofrazor unas tres horas para completar su proyecto. Si bien admirar los detalles del violín requiere un microscopio, algunas personas con ojos de águila pueden detectarlo por su cuenta. Dicho esto, todavía se verá como una mota de polvo.

Con su proyecto de prueba completado, los investigadores ya han pasado a investigaciones más avanzadas. Un proyecto actual implica desarrollar alternativas a los métodos de almacenamiento de datos magnéticos, mientras que otro examina cómo el calor puede ayudar a diseñar capacidades de almacenamiento y procesamiento más eficientes.

«Aunque crear el violín más pequeño del mundo puede parecer divertido y juegos, mucho de lo que hemos aprendido en el proceso en realidad ha sentado las bases para la investigación que ahora estamos emprendiendo», dijo Morrison. «Pero primero, (necesitamos) para comprender la ciencia fundamental y este sistema nos permite hacer exactamente eso».