Violin nhỏ nhất thế giới ra đời

Violin siêu nhỏ và giấc mơ công nghệ nano

Cụm từ “violin nhỏ nhất thế giới” thường mang tính châm biếm, nhưng với các nhà khoa học tại Đại học Loughborough, đó là niềm tự hào thực sự. Chiếc violin mà họ khắc thành công chỉ dài 35 micromet, rộng 13 micromet – nhỏ đến mức cần kính hiển vi mới có thể nhìn rõ, và khiến cả sinh vật hiển vi như gấu nước cũng trở nên to lớn.

Dĩ nhiên, chiếc violin tí hon này không thể phát ra bản sonata nào. Nhưng nó không được tạo ra để biểu diễn, mà là để thử nghiệm kỹ thuật chế tạo vật thể ở quy mô nano – nền tảng quan trọng cho tương lai ngành điện tử và vi xử lý.

Đằng sau chiếc violin là cả một hệ thống công nghệ hiện đại

Chiếc violin mini là sản phẩm thử nghiệm của hệ thống nhiếp quang nano (nanolithography) mới được Đại học Loughborough trang bị, giúp nghiên cứu vật liệu ở quy mô siêu nhỏ bằng ánh sáng, từ trường và điện trường. Nhóm nghiên cứu đã dùng thiết bị NanoFrazor – một hệ thống lớn cỡ gara ô tô, có khả năng khắc vật thể bằng đầu dò siêu nhỏ và nhiệt độ điều chỉnh linh hoạt từ 24°C đến hơn 1100°C.

Quá trình tạo ra chiếc violin diễn ra như sau: nhóm thiết kế bản vẽ trên phần mềm, sau đó phủ chip thủy tinh bằng lớp polymer tạo nền kháng quang. Khi đặt vào máy, đầu dò siêu nhỏ được đốt nóng sẽ khắc hình violin lên lớp polymer. Tiếp theo, phần bị khắc được rửa sạch, để lại một khuôn hình violin rỗng. Cuối cùng, lớp bạch kim được phủ lên khuôn này và làm sạch để tạo hình hoàn chỉnh.

Toàn bộ quy trình này chỉ mất khoảng ba giờ, dù trước đó nhóm phải mất hàng tháng để thử nghiệm và tinh chỉnh kỹ thuật.

Mở đường cho những ứng dụng lớn từ những cấu trúc cực nhỏ

Chiếc violin siêu nhỏ chỉ là bước khởi đầu. Từ thành công này, các nhà khoa học tại Loughborough đã bắt đầu nghiên cứu những mục tiêu thực tiễn hơn, như tìm phương án lưu trữ dữ liệu không dùng từ tính, hoặc tận dụng nhiệt để tăng tốc xử lý thông tin. Mỗi bước tiến nhỏ ở cấp độ nano đều có thể tạo ra đột phá lớn cho thế giới điện tử trong tương lai.

“Dù trông có vẻ vui nhộn, việc chế tạo chiếc violin nhỏ nhất thế giới đã giúp chúng tôi hiểu rõ các quy trình cốt lõi. Đó là nền tảng để mở rộng nghiên cứu thực sự,” giáo sư Kelly Morrison chia sẻ.

Kỷ nguyên công nghệ nano đang dần hiện hình

Khi khả năng thu nhỏ chip điện tử dần chạm ngưỡng vật lý, các kỹ thuật như khắc vi mô và công nghệ nano sẽ đóng vai trò sống còn trong việc phát triển thế hệ thiết bị tiếp theo. Và có thể, từ một chiếc violin nhỏ hơn sợi tóc hôm nay, nhân loại sẽ bước vào một kỷ nguyên điện toán mới ngày mai.