Επιστήμονες δημιούργησαν ένα «νανο-βιολί», τόσο μικρό που θα μπορούσε να χωρέσει εύκολα σε πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας. Αυτά τα νέα καταδεικνύουν τις δυνατότητες ενός νέου συστήματος νανολιθογραφίας, που επιτρέπουν στους ερευνητές να κατασκευάζουν και να μελετούν δομές νανοκλίμακας. Κάτι τέτοιο μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς και τους επιστήμονες, να εντοπίσουν νέα υλικά και μεθόδους για την ενίσχυση των μελλοντικών chips υπολογιστών.
Το μικροσκοπικό βιολί είναι κατασκευασμένο από πλατίνα και έχει μήκος μόλις 35 microns (35 εκατομμυριοστά του μέτρου) και πλάτος 13 microns. Για να το βάλουμε σε μια κλίμακα που μπορούμε να καταλάβουμε, μια ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο μέχρι 180 microns, ενώ τα βραδύποδα, οι σκληρότεροι μικροοργανισμοί που γνωρίζουμε, έχουν μήκος μεταξύ 50 και 1.200 microns.
Βέβαια, μην περιμένετε σύντομα την πρώτη νανο-μπάντα του κόσμου, καθώς το βιολί δεν είναι λειτουργικό. Είναι απλώς μια μικροσκοπική εικόνα ενός βιολιού.
«Αν και η δημιουργία του μικρότερου βιολιού στον κόσμο μπορεί να φαίνεται διασκεδαστική και παιχνιδιάρικη, πολλά από αυτά που μάθαμε στη διαδικασία έχουν στην πραγματικότητα θέσει τις βάσεις για την έρευνα που διεξάγουμε τώρα», εξήγησε σε δήλωσή της η καθηγήτρια Kelly Morrison, επικεφαλής του τμήματος Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Λάφμπορο.
«Το σύστημα νανολιθογραφίας μας μάς επιτρέπει να σχεδιάζουμε πειράματα που διερευνούν υλικά με διαφορετικούς τρόπους – χρησιμοποιώντας φως, μαγνητισμό ή ηλεκτρισμό – και να παρατηρούμε τις αντιδράσεις τους. Μόλις κατανοήσουμε πώς συμπεριφέρονται τα υλικά, μπορούμε να αρχίσουμε να εφαρμόζουμε αυτή τη γνώση για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, είτε πρόκειται για τη βελτίωση της αποδοτικότητας των υπολογιστών είτε για την εύρεση νέων τρόπων συλλογής ενέργειας. Αλλά πρώτα, πρέπει να κατανοήσουμε τη θεμελιώδη επιστήμη και αυτό το σύστημα μας επιτρέπει να κάνουμε ακριβώς αυτό».
Η Morrison και οι συνεργάτες της, Dr Naëmi Leo, και ο τεχνικός έρευνας Dr Arthur Coveney, ξεκίνησαν επικαλύπτοντας ένα μικρό chip με δύο στρώσεις αντιστατικού, ενός υλικού που μοιάζει με τζελ. Στη συνέχεια, το τσιπ τοποθετήθηκε κάτω από το NanoFrazor – ένα εργαλείο νανοκατασκευής που διαθέτει έναν εξαιρετικά κοφτερό θερμαινόμενο αισθητήρα στην άκρη του – το οποίο ουσιαστικά «ζωγράφισε» την εικόνα του βιολιού στην επιφάνεια του chip.
Στη συνέχεια, το φωτοευαίσθητο υλικό διαλύθηκε από το chip, για να αποκαλύψει το υπόστρωμα, αφήνοντας μια κοιλότητα σε σχήμα βιολιού. Μετά, ένα στρώμα πλατίνας τοποθετήθηκε στο chip και ένα τελικό πλύσιμο με ασετόν αφαίρεσε τα τελευταία κομμάτια υλικού. Στο τέλος, απέμεινε το νανο-βιολί.
Όλες αυτές οι διαδικασίες έλαβαν χώρα στο προσεκτικά ελεγχόμενο περιβάλλον ενός σφραγισμένου θαλάμου, που συνδεόταν με μια σειρά διασυνδεδεμένων θαλάμων. Με αυτό τον τρόπο η ομάδα εξασφάλισε πως δεν υπάρχει σκόνη και υγρασία κατά τη διαδικασία. Για να επιτευχθεί αυτό, το τσιπ μετακινήθηκε μεταξύ των θαλάμων χρησιμοποιώντας μεταλλικούς βραχίονες που οι ερευνητές χειρίστηκαν από έξω. Στα εργοστάσια παραγωγής chip, έχουμε πιο ακραία μέτρα για ένα πλήρως αποστειρωμένο και ελεγχόμενο περιβάλλον.
Τώρα που το σύστημα είναι σε λειτουργία, η ομάδα πιστεύει ότι θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα βιολί σε περίπου τρεις ώρες, αλλά το τελικό προϊόν χρειάστηκε αρκετούς μήνες καθώς προσπαθούσαν να βελτιώσουν τις τεχνικές τους.
Ρεκόρ ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων – Όλο το Netflix σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο!
Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν δύο ερευνητικά έργα που χρησιμοποιούν το νέο σύστημα νανολιθογραφίας (χωρίς να δημιουργούνται άλλα μικροσκοπικά όργανα). Το ένα διερευνά εναλλακτικές λύσεις για την αποθήκευση μαγνητικών δεδομένων, ενώ το άλλο εξετάζει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα για ταχύτερη και πιο ενεργειακά αποδοτική αποθήκευση/επεξεργασία δεδομένων.
«Είμαι πραγματικά ενθουσιασμένος με το επίπεδο ελέγχου και τις δυνατότητες που έχουμε με τη ρύθμιση», είπε η Morrison «Ανυπομονώ να δω τι μπορώ να πετύχω – αλλά και τι μπορούν να κάνουν όλοι οι άλλοι με το σύστημα».
Εδώ να πούμε πάντως, πως τα chips στα 3nm, έχουν transistors σχεδιασμένα σε πολύ μικρότερα μεγέθη, Μιλάμε για διαστάσεις που είναι σχεδιασμένες σε ατομική κλίμακα, με διαστάσεις που αγγίζουν τα όρια της φυσικής. Με αυτό τον τρόπο έχουμε δισεκατομμύρια τρανζίστορ σε κάθε chip.
Το επίτευγμα της ομάδας δημοσιεύθηκε στο ιστολόγιο της Morrison, με αναλυτικές λεπτομέρειες για την δημιουργία του βιολιού.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
