تیمی از فیزیکدانان در دانشگاه لافبورو، با بهره‌گیری از تکنیک‌های پیشرفته نانولیتوگرافی، موفق به ساخت یک ویولن بسیار کوچک شده‌اند که گمان می‌رود کوچک‌ترین ویولن جهان باشد. این دستاورد مینیاتوری، بیش از یک کنجکاوی علمی صرف است؛ در واقع، نمادی از قابلیت‌های سیستم نانولیتوگرافی جدید این دانشگاه است که در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی، از شناسایی مواد نوین گرفته تا توسعه فناوری‌های محاسباتی نسل آینده، کاربرد دارد.
نانولیتوگرافی چیست؟ نانولیتوگرافی به فرآیند دقیق حکاکی و طراحی الگوهای فوق‌العاده ریز، با دقت در مقیاس نانومتر، روی سطوح مختلف اشاره دارد. در این پروژه بی‌نظیر، پروفسور کلی موریسون (Kelly Morrison)، رئیس بخش فیزیک دانشگاه لافبورو، و تیمش از دستگاهی به نام نانوفریزور (NanoFrazor) ساخت شرکت هایدلبرگ اینسترومنتس (Heidelberg Instruments) استفاده کردند. این دستگاه پیشرفته، از فناوری لیتوگرافی حرارتی نوک پروب بهره می‌برد تا الگوهای مورد نظر را روی یک پوشش ژل‌مانند به نام رسیت حکاکی کند.
فرایند ساخت ویولن نانومقیاس ساخت این ویولن مینیاتوری شامل چندین مرحله دقیق و حساس بود:
- ابتدا یک تراشه کوچک با دو لایه از جنس رسیت پوشانده شد.
- سپس، نوک حرارتی دستگاه نانوفریزور، الگوی ویولن را به صورت یک نقش بسیار ریز در لایه بالایی رسیت حکاکی کرد.
- در مرحله بعدی، لایه زیرین که در معرض حرارت قرار گرفته بود، حل شد تا یک حفره دقیق به شکل ویولن ایجاد شود.
- در نهایت، یک لایه بسیار نازک از پلاتین روی تراشه نشانده شد و مواد اضافی با دقت حذف شدند تا ساز کوچک و ظریف پلاتینی نمایان شود.
این فرآیند پیچیده و حساس، به دلیل نیاز به محیطی کاملاً کنترل‌شده و عاری از هرگونه گرد و غبار، چندین ماه به طول انجامید. این پروژه نشان‌دهنده دقت و ظرافت بی‌نظیری است که در تحقیقات نانومقیاس مورد نیاز است.
فراتر از یک شوخی علمی نامگذاری این اثر به «کوچک‌ترین ویولن جهان» با شوخ‌طبعی خاصی همراه است و به اصطلاح معروف انگلیسی «آیا صدای کوچک‌ترین ویولن جهان را می‌شنوی؟» اشاره دارد؛ عبارتی که اغلب در واکنش به شکایات اغراق‌آمیز به کار می‌رود و ریشه در برنامه تلویزیونی MAS*H در دهه ۱۹۷۰ دارد. اما ورای این بازی کلامی، این ساز کوچک نمادی قدرتمند از توانایی‌های پیشرفته فناوری نانولیتوگرافی است که می‌تواند به پیشرفت‌های شگرفی در حوزه‌های متنوعی مانند علم مواد، مهندسی و فناوری‌های نوین منجر شود.
آینده فناوری با نانولیتوگرافی پروفسور کلی موریسون با تأکید بر اهمیت این دستاورد می‌گوید: “ساخت کوچک‌ترین ویولن جهان ممکن است سرگرم‌کننده به نظر برسد، اما این پروژه به ما آموخت که چگونه می‌توانیم مواد را به روش‌های کاملاً جدیدی با استفاده از نور، مغناطیس و الکتریسیته آزمایش کنیم و واکنش‌های آن‌ها را مشاهده کنیم. این درک اساسی، راه را برای ساخت فناوری‌های جدید هموار می‌کند که می‌توانند کارایی محاسبات را افزایش دهند یا رویکردهای نوینی برای تولید انرژی ارائه دهند.”
هم‌اکنون، سیستم نانولیتوگرافی دانشگاه لافبورو، بستر دو پروژه تحقیقاتی محوری است: یکی در زمینه یافتن جایگزین‌هایی برای ذخیره‌سازی داده‌های مغناطیسی و دیگری در مورد استفاده از گرما برای افزایش سرعت و صرفه‌جویی در انرژی پردازش داده‌ها.
موریسون با هیجان آینده را ترسیم می‌کند: “کنترل بی‌نظیر این فناوری، فرصت‌های بی‌شماری را پیش روی ما قرار می‌دهد و بی‌صبرانه منتظرم تا ببینم من و سایر پژوهشگران چه دستاوردهای شگفت‌انگیزی را با آن خلق خواهیم کرد.”
نانولیتوگرافی پیشرفته، در واقع دروازه‌ای به سوی دنیای مواد و فناوری‌های آینده گشوده است؛ فناوری‌ای که پتانسیل ساخت دستگاه‌های محاسباتی سریع‌تر، کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر و همچنین توسعه راه‌حل‌های نوآورانه در حوزه انرژی را دارد. کوچک‌ترین ویولن جهان، بیش از یک شیء هنری است؛ نمادی درخشان از قدرت بی‌کران فناوری در دنیای نانو و چشم‌اندازی هیجان‌انگیز از آینده‌ای که در آن علم و مهندسی در مقیاس‌های غیرقابل تصور، مرزهای پیشرفت را جابجا می‌کنند.
