世界上最小的提琴可以轻松放入一根头发中
一把长度仅为35微米、宽度仅为13微米的铂金小提琴被认为是世界上最小的提琴,其尺寸仅为缓步动物的几分之一,或相当于人类头发的平均直径。不过,在你兴奋过度或思考如何操作如此微小的乐器之前,我们必须遗憾地告诉你,它无法被演奏。
拉夫堡大学的物理学家们创作了这幅微型小提琴的形象,以展示一项全新纳米光刻技术的威力。顾名思义,纳米光刻系统在纳米尺度上操作,使科学家能够在这种微观层面上制造和研究结构。具体来说,1微米等于0.00003937英寸(0.001毫米)。1微米,也就是微米,比1纳米大1000倍。
“虽然制作世界上最小的提琴看似趣味盎然,但我们在此过程中学到的很多知识实际上为我们目前正在进行的研究奠定了基础。”拉夫堡大学物理系主任凯利·莫里森教授说道。“我们的纳米光刻系统使我们能够设计实验,以不同的方式探测材料——利用光、磁或电——并观察它们的反应。一旦我们了解了材料的行为方式,我们就可以开始运用这些知识来开发新技术,无论是提高计算效率还是寻找新的能量收集方式。”
虽然人类头发的直径各不相同,但小提琴仍然比最细的发丝还要小
进一步放大头发,小提琴的背景更加清晰。这些图像由 Keyence VHX-7000N 数码显微镜拍摄。
虽然“最小的提琴”听起来像个狡猾的说法,但它确实让这项技术进步的规模比用微米和纳米来描述更加具体。纳米光刻系统最终还有一个更实用的用途——开发新一代计算设备。
该系统勉强能装进大学宽敞的实验室,配备一台名为 NanoFrazor 的纳米雕刻机,该机器采用热扫描探针光刻技术。本质上,这台机器有一个微小的针状尖端,加热后可以在材料上“书写”纳米级的线条和图案。它被用来在芯片上蚀刻出微小的小提琴图像,然后在芯片上填充一层薄薄的铂金。
研究人员表示,成品在肉眼看来只有一粒灰尘那么大,但通过显微镜观察就能看清其细节。
大规模纳米光刻系统专门用于微观设计和研究
除了无法演奏的小提琴之外,纳米光刻技术有望在微芯片和其他计算技术的进步以及节能方面发挥关键作用,因为我们快速发展的数据驱动数字环境给现有系统带来了越来越大的压力。
但正如拉夫堡大学团队正确推测的那样,对于我们大多数人来说,这比想象微小水熊体内微小的提琴要无趣得多……
莫里森表示:“我对我们通过该装置实现的控制水平和可能性感到非常兴奋,我期待看到自己能够取得的成就,也期待看到其他人能够利用该系统做些什么。”
莫里森还发表了一篇博客,详细介绍了制作该乐器的方法。