Kleinste Geige der Welt passt in Haaresbreite
Physiker der Universität Loughborough kreieren Mini-Violine mit neuem Nanotechnologie-System
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Mini-Geige: Sie findet Platz in der Breite eines menschlichen Haares (Bild: lboro.ac.uk) |
Loughborough (pte004/05.06.2025/06:15)
Mithilfe von Nanotechnologie haben Physiker der Universität Loughborough eigenen Angaben nach "die kleinste Geige der Welt" erschaffen. Die Platin-Violine ist nur 35 Mikrometer lang und 13 Mikrometer breit - wobei ein Mikrometer ein Millionstel eines Meters ist. Zum Größenvergleich: Ein menschliches Haar hat normalerweise einen Durchmesser von 17 bis 180 Mikrometern und die mikroskopischen Lebewesen namens Bärtierchen messen zwischen 50 und 1.200 Mikrometern.
Test für neues System
Die neue Miniatur-Geige wurde als Testprojekt entwickelt, um die Möglichkeiten des neuen Nanolithografiesystems zu demonstrieren. Es soll die Suche nach neuen Materialien und Methoden zur Entwicklung der nächsten Generation von Computern unterstützen. "Auch wenn die Herstellung der kleinsten Geige der Welt nach Spaß und Spiel aussieht, so haben wir doch viel von dem, was wir dabei gelernt haben, in die Forschung einfließen lassen", so Forschungsleiterin Kelly Morrison.
"Unser Nanolithografiesystem ermöglicht es uns, Experimente zu entwerfen, bei denen wir Materialien auf unterschiedliche Weise untersuchen - mit Licht, Magnetismus oder Elektrizität - und ihre Reaktionen beobachten. Sobald wir verstehen, wie sich Materialien verhalten, können wir dieses Wissen zur Entwicklung neuer Technologien einsetzen, sei es zur Verbesserung der Rechenleistung oder zur Suche nach neuen Wegen zur Energiegewinnung."
Mikroskopisches Abbild
Die Mini-Violine ist eher ein mikroskopisches Abbild als ein spielbares Instrument. Herzstück des Nanotechnologie-Systems ist der NanoFrazor, eine hochmoderne Nano-Sculpting-Maschine von Heidelberg Instruments. Dieser nutzt thermische Rastersondenlithografie, bei der eine erhitzte, nadelartige Spitze hochpräzise Muster im Nanomaßstab "schreibt". Um die Geige herzustellen, hat das Team einen kleinen Chip mit zwei Schichten eines gelartigen Materials namens Resist beschichtet. Den Chip legten sie unter den NanoFrazor, der mit seiner erhitzten Spitze das Geigenmuster in die Oberflächenschicht brannte.
Nach dem Ätzen des Musters wurde der Resist entwickelt, indem die freigelegte Unterschicht aufgelöst wurde, so dass ein geigenförmiger Hohlraum zurückblieb. Danach wurde eine dünne Platinschicht auf den Chip aufgebracht. Eine abschließende Spülung in Aceton entfernte das restliche Material, so dass die fertige Geige zum Vorschein kam.
Die Herstellung einer Geige mit dem Nanolithografiesystem dauert etwa drei Stunden. Für die finale Version brauchten die Physiker jedoch mehrere Monate, da sie verschiedene Techniken verfeinerten und testeten. Das fertige Stück ist nicht größer als ein Staubkorn auf dem Chip und lässt sich nur per Mikroskop betrachten. An der Hochschule laufen bereits zwei Projekte, bei denen das Nanolithografiesystem eingesetzt wird: Das eine erforscht Alternativen zur magnetischen Datenspeicherung, das andere untersucht, wie Wärme für eine schnellere und energieeffizientere Datenspeicherung und -verarbeitung genutzt werden kann.
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