Snaren die eeuwig kunnen trillen (min of meer)

Onderzoekers van de TU Delft en de Brown University hebben snaarvormige resonatoren ontworpen die bij kamertemperatuur langer kunnen trillen dan enig ander tot nu toe bekend vastestofobject, en benaderen wat momenteel alleen mogelijk is bij temperaturen dichtbij het absolute nulpunt. Zijn studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatieverlegt de grenzen van nanotechnologie en machinaal leren om ‘s werelds meest gevoelige mechanische sensoren te creëren.

“Ons productieproces gaat een andere richting uit dan vandaag mogelijk is met nanotechnologie”, zegt Andrea Cupertino, die de experimentele inspanning leidde. De touwen zijn 3 centimeter lang en 70 nanometer dik. Uitgebreid zou dit neerkomen op het maken van glazen gitaarsnaren van een halve kilometer lang, waarbij vrijwel geen kromtrekken optreedt. “Dit soort extreme structuren zijn alleen haalbaar op nanometerschaal, waar de effecten van zwaartekracht en gewicht verschillende rollen spelen. Dit maakt structuren mogelijk die op normale schaal onhaalbaar zouden zijn, maar die vooral nuttig zijn in miniatuurapparaten die worden gebruikt om een ​​hoeveelheid te meten, zoals druk, temperatuur, versnelling en magnetische velden, wat wij MEMS-detectie noemen”, legt Cupertino uit.

Volgens Norte is het succes van dit project het resultaat van de vruchtbare samenwerking tussen experts op het gebied van nanotechnologie en machine learning en onderstreept het het interdisciplinaire karakter van wetenschappelijk onderzoek.

Traagheidsnavigatie en nieuwe generatie microfoons.

De implicaties van deze nanostrings gaan verder dan de fundamentele wetenschap. Ze bieden veelbelovende nieuwe mogelijkheden voor de integratie van zeer gevoelige sensoren met standaard microchiptechnologie, wat zou kunnen leiden tot nieuwe benaderingen van op trillingen gebaseerde detectie. Hoewel deze eerste onderzoeken zich richten op snaren, kunnen de concepten worden uitgebreid naar complexere ontwerpen om andere belangrijke parameters te meten, zoals versnelling voor traagheidsnavigatie of iets dat meer lijkt op een trillende kop voor de volgende generatie microfoons. Dit onderzoek laat het enorme scala aan mogelijkheden zien als het gaat om het combineren van nanotechnologische ontwikkelingen met machine learning om nieuwe technologische grenzen te verkennen.