Samalla kun robotiikka tunkeutuu jo yksittäisiin soluihin yksittäisen hiukkasen vähäiset värinät voivat saada aikaan jatkuvan värähtelyn mekaanisessa laitteessa, joka on noin 50 kertaa suurempi. National Institute of Standards and Technology (NIST) tutkijat ovat ensimmäistä kertaa luoneet plasmomekaanisen oskillaattorin (PMO). Se kytkee plasmoneita - metallien nanopartikkelin pinnalla olevien elektronien kollektiivisia oksillaatioita - sitä paljon suuremman laitteen mekaanisiksi värähtelyiksi.
Tällaisella järjestelmällä, joka ei ole suurempi kuin punasolu, on lukemattomia teknisiä sovelluksia. Se tarjoaa uusia tapoja pienentää mekaanisia oskillaattoreita, parantaa viestintäjärjestelmiä, jotka tukeutuva valon modulaatioon ja vahvistaa dramaattisesti äärimmäisen heikkoja mekaanisia ja sähköisiä signaaleja ja luoden herkkiä antureita nanopartikkelien pienille liikkeille.
- Tämä on ensimmäinen kerta, kun yksittäinen plasmoninen resonaattori, jonka mitat ovat pienempiä kuin näkyvä valo, on osoittanut tuottavan mekaanisen laitteen itsestään kestäviä värähtelyjä, toteavat tutkijat.
EPFL:n tutkijat ovat puolestaan suunnitelleet pienen kitaran kielen, joka värähtelee näpäyksestä 1 miljardi kertaa. He haluaisivat käyttää sitä valon mikrofonina.
EPFL:n Tobias Kippenbergin laboratorion tutkijat ovat hyödyntäneet nanoskaalan epätavalliset vaikutuksia erittäin pienihävikkisen nanojousen suunnittelussa. Nykäistäessä jousi värähtelee minuuttien ajan mikrosekunnin periodilla (vastaa tavanomaista kitaranuottia kuukauden).
Rakenteen pienen massan ja äärimmäisten hyvien laatutekijöiden ansiosta kehitetyillä nanorakenteilla odotetaan olevan merkittävä vaikutus perinteisiin tunnistussovelluksiin. Esimerkiksi voima-antureina, ne pystyisivät havaitsemaan paikallisia häiriöitä attonewtonien tasolla, mikä vastaa ihmisten välisten painovoiman vetoa.
Yksi kiehtova sovellus olisi havaita heikot valovoimat. Yhdistämällä nanojousi optiseen aaltoputkeen Kippenbergin laboratoriossa osoitettiin äskettäin kyky "kuulla" lasersäteessä virtaavien fotonien äänen (joista jokainen antaa pienen säteilynpainevoiman jouseen).
Veijo Hänninen
Nanobittejä 24.4.2018
