Con sólo 40 micrómetros (0,04 mm) de diámetro, investigadores de la Technical University of Denmark (DTU Physics) han fabricado el disco navideño más pequeño jamás cortado.
El disco, que contiene los primeros 25 segundos del clásico navideño «Rocking Around the Christmas Tree», se ha cortado con una nueva máquina de nanoescultura, el Nanofrazor, adquirida recientemente a Heidelberg Instruments.
El Nanofrazor puede grabar patrones tridimensionales en superficies con resolución nanométrica, lo que permite a los investigadores crear nuevas nanoestructuras que podrían allanar el camino a nuevas tecnologías en campos como los dispositivos cuánticos, los sensores magnéticos y la óptica electrónica.
«Llevo 30 años haciendo litografía y, aunque hace tiempo que tenemos esta máquina, todavía me parece ciencia ficción. Hemos hecho muchos experimentos, como hacer una copia de la Mona Lisa en un área de 12 por 16 micrómetros con un tamaño de píxel de diez nanómetros», dice en un comunicado el profesor Peter Boggild, de DTU Physics.
«Lo más radical es que podemos crear paisajes tridimensionales de forma libre con esa resolución de locos: esta nanolitografía en escala de grises es un auténtico revulsivo para nuestra investigación».
El Nanofrazor no es como una impresora que añade material a un soporte, sino que funciona como una máquina CNC (control numérico por ordenador) que retira material en puntos precisos, dejando la forma deseada. En el caso de los cuadros en miniatura de Mona Lisa y H.C. Orsted, la imagen final se define mediante la eliminación línea a línea de polímero hasta que surge una imagen perfecta en escala de grises. Para Peter Boggild, músico aficionado y entusiasta de los discos de vinilo, la idea de cortar un disco a nanoescala era obvia.
«Decidimos que también podíamos intentar imprimir un disco. Hemos cogido un fragmento de ‘Rocking Around The Christmas Tree’ y lo hemos cortado como si fuera un disco normal, aunque, como trabajamos a nanoescala, no se puede reproducir en un tocadiscos normal». El Nanofrazor se puso a trabajar como un torno para cortar discos, convirtiendo una señal de audio en un surco en espiral en la superficie del soporte. En este caso, el medio es un polímero distinto del vinilo.
«Incluso codificamos la música en estéreo: los retorcimientos laterales son el canal izquierdo, mientras que la modulación de profundidad contiene el canal derecho. Puede resultar demasiado poco práctico y caro para convertirse en un disco de éxito. Para leer el surco se necesita un microscopio de fuerza atómica o el Nanofrazor, que son bastante costosos, pero sin duda es factible».
«Trabajamos con materiales 2D, y cuando estos materiales ultrafinos se colocan cuidadosamente sobre los paisajes 3D, siguen los contornos de la superficie. En pocas palabras, se curvan, y esa es una forma poderosa y totalmente nueva de ‘programar’ materiales para que hagan cosas que nadie creería posibles hace apenas quince años. Por ejemplo, cuando se curva de la forma adecuada, el grafeno se comporta como si hubiera un campo magnético gigante cuando, en realidad, no lo hay. Y podemos curvarlo de la forma adecuada con el Nanofrazor», afirma Peter Boggild.
