Fyzici z Loughborough University vyrobili něco, co by podle nich mohly být nejmenší housle na světě. Nástroj je údajně tak malý, že se vejde do tloušťky lidského vlasu.
Housle jsou vyrobeny z platiny a měří pouhých 35 mikronů na délku a 13 mikronů na šířku (mikron je jedna miliontina metru). Pro srovnání: lidský vlas má obvykle průměr 17 až 180 mikronů a tardigrádi, vysoce cenění mikroskopičtí tvorové, měří 50 až 1 200 mikronů.
Miniaturní housle byly vytvořeny jako testovací projekt, který měl demonstrovat možnosti nového univerzitního systému nanolitografie, což je pokročilý soubor technologií, který umožňuje výzkumníkům vytvářet a studovat struktury v nanorozměrech. Systém podpoří řadu výzkumných projektů zaměřených na identifikaci nových materiálů a metod pro vývoj nové generace počítačových zařízení.
„I když se vytvoření nejmenších houslí na světě může zdát jako hravý úkol, mnohé z toho, co jsme se při něm naučili, položilo základy pro výzkum, který provádíme,“ uvedl v prohlášení profesor Kelly Morrison, vedoucí katedry fyziky a odborník na experimentální fyziku. „Náš nanolitografický systém nám umožňuje navrhovat experimenty, které zkoumají materiály různými způsoby – pomocí světla, magnetismu nebo elektřiny – a pozorovat jejich reakce. Jakmile pochopíme, jak se materiály chovají, můžeme tyto znalosti začít využívat při vývoji nových technologií, ať už jde o zlepšení výpočetní účinnosti nebo hledání nových způsobů získávání energie.“
Související článek
Tým vytvořil nanorozměrné housle jako hravý odkaz na známou popkulturní frázi: „Slyšíte nejmenší housle na světě hrát jen pro vás?“, která se často používá k zesměšnění přehnaných stížností nebo příliš dramatických reakcí. Fráze je často doprovázena gestem ruky, které napodobuje někoho, kdo hraje na malé housle mezi palcem a ukazováčkem.
Předpokládá se, že výraz se poprvé objevil v televizi v 70. letech 20. století, kdy ho zpopularizoval seriál M*A*S*H, a v popkultuře zůstal díky tomu, že se objevil v novějších pořadech, jako je SpongeBob SquarePants.
Housle z Loughborough jsou mikroskopickým obrazem, nikoliv hratelným nástrojem, a i když nebylo oficiálně potvrzeno, že jde o nejmenší housle na světě, jedno je jasné: jsou maličké.
Jak byly vyrobeny
Jak byly vyrobeny? Srdcem nanotechnologického systému Loughboroughské univerzity, který se rozkládá na ploše celé laboratoře, je NanoFrazor, nejmodernější nanoobráběcí stroj od společnosti Heidelberg Instruments. Používá tepelnou skenovací sondovou litografii, techniku, při níž zahřátý jehlový hrot „zapisuje“ vysoce přesné vzory v měřítku nanometrů.
Při vytváření houslí začal profesor Morrison s podporou Dr. Naëmiho Lea a výzkumného technika Dr. Arthura Coveneyho pokrýváním malého čipu dvěma vrstvami materiálu podobného gelu, který se nazývá pryskyřice. Takto potažený čip byl umístěn pod přístroj NanoFrazor, který pomocí svého vyhřívaného hrotu vypálil do povrchové vrstvy vzor houslí.
Po vyleptání vzoru byla pryskyřice rozvinuta rozpuštěním odkryté spodní vrstvy, čímž vznikla dutina ve tvaru houslí. Na čip byla nanesena tenká vrstva platiny a závěrečným opláchnutím acetonem byl odstraněn zbývající materiál, aby se odhalily hotové housle.
Systém je kompletně uzavřen boxem s rukavicemi a soustavou vzájemně propojených komor, protože je nezbytné zabránit působení vlhkosti a prachu na citlivý výzkum. Aby byly tyto podmínky pod kontrolou, byl čip mezi komorami opatrně přesouván malými kovovými rameny ovládanými zvenčí.
Vytvoření houslí pomocí nanolitografického systému trvá přibližně tři hodiny, ačkoli zdokonalení konečné verze zařízení a testování různých technik trvalo několik měsíců. Hotový kus není větší než zrnko prachu na čipu a lze jej detailně pozorovat pouze pomocí mikroskopu.
Dopad a budoucnost nanotechnologií
Vytvoření těchto mikroskopických houslí je nejen technickým úspěchem, ale představuje také významný pokrok v oblasti nanotechnologií. Schopnost manipulovat s materiály v tak malém měřítku otevírá řadu možností v různých oblastech od medicíny po elektroniku. Například v oblasti medicíny by nanotechnologie mohla umožnit vývoj zařízení, která mohou interagovat s jednotlivými buňkami, což by znamenalo revoluci v léčbě nemocí na buněčné úrovni.
V elektronickém průmyslu by miniaturizace součástek mohla vést k vytvoření menších a účinnějších zařízení s mnohem větším výpočetním výkonem než dnes. Kromě toho má nanotechnologie potenciál významně přispět k udržitelnosti, neboť umožňuje vytvářet účinnější a méně znečišťující materiály.
S rozvojem nanotechnologického výzkumu se pravděpodobně zvýší integrace těchto technologií do našeho každodenního života, od chytrých oděvů až po implantovatelné lékařské přístroje. Vytvoření nejmenších houslí na světě je jen začátkem toho, co by mohlo být bezprecedentní technologickou revolucí.