Deense natuurkundigen presenteren het kleinste kerstrecord ter wereld – met stereogeluid

Natuurkundigen van de Technische Universiteit van Denemarken (DTU) zorgen voor kerstsfeer met een 3D-nanoprinttool genaamd NanoFrazor Om het kleinste blok ooit te zagen. De melodie die ze “opgenomen” hebben in volle stereo is maar liefst: De eerste 25 seconden van “Rocking Around the Christmas Tree”.

“Ik maak al 30 jaar litho’s en hoewel we deze machine al een tijdje hebben, voelt het nog steeds als sciencefiction,” zei Peter Bugeld, een natuurkundige bij DTU. “Om een ​​idee te krijgen van de schaal waarop we werken, kunnen we met dit ding onze handtekening op een rode bloedcel schrijven. Het meest radicale is dat we met deze waanzinnige precisie 3D-landschappen in vrije vorm kunnen creëren.”

achter in 2015heeft dezelfde DTU-groep een bestand gemaakt Microscopisch kleurenbeeld filiaal Mona Lisa, ongeveer 10.000 keer kleiner dan het originele schilderij van Leonardo da Vinci. Hiervoor creëerden ze een oppervlaktestructuur op nanoschaal bestaande uit rijen pilaren, bedekt met een laag aluminium van 20 nanometer dik. De hoeveelheid kolomvervorming bepaalt welke kleuren licht worden gereflecteerd, en de vervorming wordt op zijn beurt bepaald door de intensiteit van de gepulseerde laserstraal. Pulsen met een lage intensiteit vervormden bijvoorbeeld de kolommen enigszins, waardoor blauwe en paarse tinten werden geproduceerd, terwijl sterke pulsen de kolommen sterk vervormden en oranje en gele tinten produceerden. Het resulterende beeld past in een gebied dat kleiner is dan een enkele pixel op het iPhone Retina-display.

In zoomen / In 2015 maakte de natuurkundegroep van DTU een nanoschaal Mona Lisa met een pixelgrootte van tien nanometer.

DTU-natuurkunde

Nanofrazor werd overgenomen door natuurkundegroep DTU om snel en relatief goedkoop nauwkeurig gedetailleerde 3D-nanostructuren te modelleren. Het kerstblok was gewoon een leuk vakantieproject voor postdoctoraal onderzoeker Nolan LaSallenne om het vermogen te demonstreren om het oppervlak met precisie op nanoschaal te vormen. In plaats van materiaal aan een oppervlak toe te voegen, verwijdert Nanofrazor precies materiaal om het oppervlak in het gewenste patroon of de gewenste vorm te modelleren – een soort grijsschaal nanolithografie.

“De Nanofrazor was ingesteld om te werken als een draaibank voor het snijden van platen – om het audiosignaal om te zetten in een spiraalvormige groef op het oppervlak van het medium,” zei BugeldHij is ook een amateurmuzikant en vinylliefhebber. In dit geval is het medium een ​​ander polymeer dan vinyl. We hebben de muziek zelfs in stereo gecodeerd: de zijribbels zijn het linkerkanaal, terwijl de dieptemodulatie het rechterkanaal heeft. Het kan onpraktisch en duur zijn om een ​​hit te worden. Om de groef te lezen heb je een vrij dure atoomkrachtmicroscoop of Nanofrazor nodig, maar het is zeker mogelijk.”

Het oorspronkelijke doel is om Nanofrazor te gebruiken om nieuwe soorten magnetische sensoren te ontwikkelen die in staat zijn om stromen in levende hersenen te detecteren. Lassaline is van plan om “kwantumzeepbellen” in grafeen te creëren in de hoop nieuwe manieren te ontdekken om elektronen in dit en andere atomair dunne materialen nauwkeurig te manipuleren. “Het feit dat we nu oppervlakken kunnen vormen met precisie op nanoschaal en met vrijwel denkbare snelheid, is een doorbraak voor ons”, zei hij. zei DTU-natuurkundige Tim Booth. “We hebben veel ideeën over wat we nu moeten doen en we geloven dat deze machine het maken van prototypen van nieuwe structuren enorm zal versnellen.”