นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Loughborough ใช้นาโนเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในการสร้างสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเป็น “ไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลก” ซึ่งมีขนาดเล็กพอที่จะพอดีกับความกว้างของเส้นผมของมนุษย์
ไวโอลินทำจากทองคำขาวและมีความยาวเพียง 35 ไมครอนและ 13 ไมครอนโดยไมครอนเป็นเศรษฐีรถไฟใต้ดิน เมื่อเทียบกับขนาดผมของมนุษย์มักจะอยู่ระหว่าง 17 ถึง 180 ไมครอนและสิ่งมีชีวิตที่เป็นที่รักที่รู้จักกันในชื่อ Tardigrade มีตั้งแต่ 50 ถึง 1200 ไมครอน
ไวโอลินขนาดเล็กถูกสร้างขึ้นเป็นโครงการทดสอบที่มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงความเป็นไปได้ของระบบนาโนนิติศาสตร์มหาวิทยาลัยใหม่ – แพ็คเกจเทคโนโลยีขั้นสูงที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างและศึกษาโครงสร้างในนาโนสคาลา ระบบจะสนับสนุนโครงการวิจัยต่าง ๆ ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อระบุวัสดุใหม่และวิธีการพัฒนาอุปกรณ์คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่
“แม้ว่าการสร้างไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลกอาจดูเหมือนจะสนุกและเกม แต่สิ่งที่เราได้เรียนรู้มากมายได้นำพื้นฐานมาใช้สำหรับการวิจัยที่เรากำลังทำอยู่ตอนนี้”ศาสตราจารย์เคลลี่มอร์ริสันหัวหน้าแผนกฟิสิกส์และผู้เชี่ยวชาญในสาขาฟิสิกส์ทดลองกล่าว
“ระบบนาโนบันทึกข้อมูลของเราช่วยให้เราสามารถออกแบบการทดลองที่จะตรวจสอบวัสดุในรูปแบบที่แตกต่างกัน – การใช้แสงแม่เหล็กหรือไฟฟ้า – และสังเกตปฏิกิริยาของพวกเขาหลังจากความเข้าใจว่าวัสดุทำงานอย่างไรเราสามารถเริ่มใช้ความรู้นี้เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีใหม่โดยไม่คำนึงว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพการคำนวณ
“แต่ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจการเรียนรู้ขั้นพื้นฐานและระบบนี้ช่วยให้เราสามารถทำได้”
ทำไมต้องเป็นไวโอลิน?
วงดนตรีสร้างไวโอลินใน Nanoskala เพื่อเป็นการอ้างอิงที่ตลกเกี่ยวกับการแสดงออกที่รู้จักของวัฒนธรรมป๊อป “คุณได้ยินเกมไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลกหรือไม่?” – มักจะใช้สำหรับการเยาะเย้ยของการร้องเรียนที่พูดเกินจริงหรือปฏิกิริยาที่น่าทึ่งมากเกินไปวลีมักจะมาพร้อมกับท่าทางของมือที่เลียนแบบคนที่เล่นไวโอลินเล็ก ๆ ระหว่างนิ้วโป้งและนิ้วชี้
เป็นที่เชื่อกันว่าการแสดงออกนี้ปรากฏเป็นครั้งแรกทางโทรทัศน์ในยุค 70 ซึ่งได้รับความนิยมจากโปรแกรม M*A*S*H และยังคงเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมป๊อปเนื่องจากการแสดงในรายการล่าสุดเช่น SpongeBob SquarePants
ไวโอลินใน Loughborough เป็นภาพกล้องจุลทรรศน์ไม่ใช่เครื่องดนตรีที่เล่นได้และแม้ว่าจะยังไม่ได้รับการยืนยันจากช่องทางอย่างเป็นทางการใด ๆ ว่าเป็นไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลก แต่สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน: มันเล็กมาก
เป็นอย่างไรบ้าง?
ในหัวใจของระบบนาโนเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัย Loughborough ทำห้องปฏิบัติการทั้งหมด-คือ Nanophras ซึ่งเป็นเครื่องจักร Nanoper-Pass ที่ทันสมัยที่สุดจากเครื่องมือไฮเดลเบิร์ก มันใช้การพิมพ์หินของโพรบความร้อนซึ่งเป็นเทคนิคที่ความร้อนคล้ายกับปลายเข็ม “เขียน” รูปแบบที่แม่นยำมากใน nanoskala
เพื่อสร้างไวโอลินศาสตราจารย์มอร์ริสัน – ด้วยการสนับสนุนของดร. นาเมี่ลีโอและเทคนิคการวิจัยของดร. อาเธอร์ราเวเนนี่ – เขาเริ่มต้นด้วยการเคลือบชิปขนาดเล็กที่มีวัสดุเจลสองชั้นที่เรียกว่าต่อต้าน ชิปเคลือบนี้จะถูกวางไว้ใต้นาโนซึ่งใช้ปลายอุ่นสำหรับการเผารูปแบบไวโอลินในชั้นพื้นผิว
หลังจากขุดโครงการการศึกษาได้รับการพัฒนาโดยการละลายความหลังที่เปิดเผยเพื่อออกจากโพรงรูปไวโอลิน ชั้นบาง ๆ ของแพลตตินัมนั้นถูกฝังลงบนระบบและการล้างอะซิโตนครั้งสุดท้ายจะลบวัสดุที่เหลือเพื่อเปิดเผยไวโอลินที่เสร็จแล้ว
ระบบปิดสนิทโดยใช้ถุงมือและแพ็คเกจของห้องที่เชื่อมต่อเนื่องจากจำเป็นต้องหยุดความชื้นและฝุ่นจากการทดสอบที่ละเอียดอ่อน เพื่อรักษาเงื่อนไขการควบคุมเหล่านี้ระบบจะย้ายอย่างระมัดระวังระหว่างห้องที่มีแขนโลหะขนาดเล็กที่ทำงานจากภายนอก
การสร้างไวโอลินโดยใช้ระบบนาโนโกลด์กราฟใช้เวลาประมาณสามชั่วโมงแม้ว่าทีมรุ่นสุดท้ายจะใช้เวลาหลายเดือนเมื่อพวกเขากลั่นกรองและทดสอบเทคนิคต่าง ๆ
ชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วไม่ใหญ่ไปกว่าจุดฝุ่นในระบบและสามารถดูได้ในรายละเอียดด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น
เช่นเดียวกับระบบ Nanolithography มันขับเคลื่อนการวิจัยใหม่
โครงการวิจัยสองโครงการที่ University of Loughborough กำลังดำเนินการอยู่แล้วโดยใช้ระบบนาโน หนึ่งในนั้นคือทางเลือกในการจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กและการศึกษาครั้งที่สองเกี่ยวกับวิธีการใช้ความร้อนเพื่อการจัดเก็บข้อมูลและการประมวลผลข้อมูลที่เร็วขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้น
“ฉันตื่นเต้นมากเกี่ยวกับระดับการควบคุมและความเป็นไปได้ที่เรามีกับการกำหนดค่า” – ศาสตราจารย์เคลลี่มอร์ริสันกล่าว “ฉันแทบรอไม่ไหวที่จะเห็นสิ่งที่ฉันสามารถทำได้ – แต่สิ่งที่ทุกคนสามารถทำได้กับระบบ”
การสร้าง “ไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลก” ได้รับการบันทึกไว้ในภาพยนตร์เรื่องใหม่ที่สามารถดูได้ด้านบนหรือบน YouTube ศาสตราจารย์มอร์ริสันยังตีพิมพ์โพสต์บล็อกเกี่ยวกับการสร้างไวโอลิน
การสร้างไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลก – คุณจะไม่เชื่อขนาด!
สินเชื่อวิดีโอ: Loughborough University