นักวิทยาศาสตร์สร้างไวโอลินขนาดเล็กสุดในโลก ต้องมองด้วยกล้องจุลทรรศน์

นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยลัฟโบโรแห่งสหราชอาณาจักร เผยผลสำเร็จของโครงการสร้าง "ไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลก" ขึ้นมา โดยใช้เทคนิคนาโนลิโทกราฟี (การสลักลวดลายลงบนวัสดุในขนาดที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้) เพื่อสร้างภาพวาดไวโอลินที่มีขนาดเพียง 13 ไมครอน เล็กกว่าเส้นผมมนุษย์ซึ่งโดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 180 ไมครอน

โดยพื้นฐานแล้ว ไวโอลินนี้เป็นเพียงภาพวาดมากกว่าจะเป็นเครื่องดนตรีที่แท้จริง ผลงานชิ้นนี้จึงเป็นผลลัพธ์จากการแสดงให้เห็นถึงวิธีการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคหน้า

เคลลี มอร์ริสัน นักฟิสิกส์ในโครงการทดลองจากมหาวิทยาลัยลัฟโบโรกล่าวว่า เมื่อเกิดความเข้าใจแล้วว่า วัสดุมีคุณสมบัติและมีปฏิกิริยาอย่างไรภายใต้สภาวะต่างๆ เราก็สามารถนำความรู้นั้นมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ไม่ว่าจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการเก็บเกี่ยวพลังงานซึ่งมีผลต่อการพัฒนาระบบผลิตพลังงานหมุนเวียน

หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคนิคนาโนลิโทกราฟีแกะสลักลวดลายไวโอลินลงบนวัสดุโพลิเมอร์แล้ว ก็จะเกิดเป็น ‘ช่องว่าง’ หรือร่องรอยที่ถูกสร้างขึ้นมาใหม่บนพื้นผิวโพลิเมอร์เป็นรูปไวโอลิน

จากนั้น พวกเขาจะเติมโลหะแพลตินัมลงไปในช่องว่างที่เป็นรูปไวโอลิน ซึ่งแพลตินัมนี้เองที่เป็นวัสดุจริงที่ใช้ทำไวโอลินจิ๋วตัวนี้ ดังนั้น เมื่อมองภาพวาดไวโอลินจิ๋วนี้ แพลตินัมคือลวดลายที่ประกอบขึ้นเป็นตัวไวโอลิน

กระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการพิมพ์สกรีน เมื่อปาดหมึกผ่านแม่พิมพ์ลงไปสร้างลวดลายที่พื้นผิวด้านล่าง แต่ในกรณีนี้มีขนาดเล็กกว่ามาก และอุปกรณ์ก็ซับซ้อนและละเอียดอ่อนกว่า ต้องใช้อุปกรณ์ที่กินพื้นที่ทั้งห้องอย่างเครื่องแกะสลักที่เรียกว่า NanoFrazor ซึ่งอยู่ในตู้ป้องกันฝุ่นและอนุภาคอื่นๆ

เมื่อเติมแพลตินัมลงไปในช่องว่างแล้วก็จะนำแผ่นชิ้นงานและโพลิเมอร์ส่วนที่เหลือออกไป เหลือไว้เพียงตัวไวโอลิน

ทีมวิจัยมีแผนการใช้เครื่อง NanoFrazor และซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องในการวิจัยที่ซับซ้อนมากขึ้นเกี่ยวกับการใช้วัสดุและวิธีการปรับแต่งที่แตกต่างกันในระดับที่เล็กที่สุด การพัฒนาด้านการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋วนี้จะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีต่างๆ รวมถึงคอมพิวเตอร์ด้วย

ถึงแม้การสร้างไวโอลินที่เล็กที่สุดในโลกอาจดูเหมือนเป็นแค่เรื่องเล่นสนุก แต่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้จากกระบวนการนี้ได้วางรากฐานสำหรับการวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่ ระบบนาโนลิโทกราฟีช่วยให้นักวิจัยสามารถออกแบบการทดลองเพื่อตรวจสอบวัสดุในรูปแบบต่างๆ ได้ เช่น การใช้แสง สนามแม่เหล็ก หรือไฟฟ้า และสังเกตการตอบสนองของวัสดุนั้นๆ

ส่วนไวโอลินที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลกและสามารถใช้เล่นเพลงได้จริงนั้น ปัจจุบันยังไม่มีการบันทึกสถิติไว้อย่างเป็นทางการ แต่มีการผลิตไวโอลินขนาดเล็กสำหรับเด็กจำหน่าย โดยขนาดเล็กที่สุดคือไซซ์ 1/64 มีความยาวไม่ถึง 30 ซม. ส่วนไวโอลินทั่วไปนั้นมีความยาวประมาณ 60 ซม.

ที่มา : sciencealert.com

เครดิตภาพ : Loughborough University