Les 25 premières secondes d’une chanson de Noël classique ont été inscrites dans un film polymère à l’aide du système de lithographie 3D Nanofrazor.
Les physiciens de l’Université technique du Danemark (DTU) apportent la joie de Noël en utilisant un outil de nanolithographie 3D appelé Nanofrazor pour battre le plus petit record jamais enregistré. Le morceau qu’ils ont « enregistré », rien de moins en stéréo : les 25 premières secondes de « Rocking Around the Christmas Tree ».
« Je fais de la lithographie depuis 30 ans, et bien que nous ayons cette machine depuis un certain temps, cela ressemble toujours à de la science-fiction », a déclaré Peter Bøggild, physicien au DTU. « Pour avoir une idée de l’échelle à laquelle nous travaillons , on pourrait écrire nos signatures sur un globule rouge avec ce truc. La chose la plus radicale est que nous pouvons créer des paysages 3D de forme libre à cette résolution folle.
En 2015, le même groupe DTU a créé une image couleur microscopique du Mona Lisa, environ 10 000 fois plus petite que la peinture originale de Léonard de Vinci. Pour ce faire, ils ont créé une structure de surface à l’échelle nanométrique composée de rangées de colonnes, recouvertes d’une couche d’aluminium de 20 nm d’épaisseur. Le degré de déformation d’une colonne déterminait quelles couleurs de lumière étaient réfléchies, et la déformation à son tour était déterminée par l’intensité du faisceau laser pulsé. Par exemple, les impulsions de faible intensité ne déformaient que légèrement les colonnes, produisant des tons bleus et violets, tandis que les impulsions fortes déformaient considérablement les colonnes, produisant des tons orange et jaune. L’image résultante tient dans un espace plus petit que l’empreinte occupée par un seul pixel sur un écran Retina d’iPhone.
DTU Physique
Le groupe de physique du DTU a acquis le Nanofrazor afin de sculpter rapidement et à moindre coût des nanostructures 3D détaillées avec précision. Le disque de Noël était simplement un projet de vacances amusant pour le postdoctorant Nolan Lassaline afin de démontrer la capacité de façonner une surface avec une précision à l’échelle nanométrique. Au lieu d’ajouter de la matière à une surface, le Nanofrazor enlève précisément la matière pour sculpter la surface dans le motif ou la forme souhaitée, une sorte de nanolithographie en niveaux de gris.
« Le Nanofrazor a été mis au travail comme un tour de découpe de disques, convertissant un signal audio en une rainure en spirale à la surface du support », a déclaré Bøggild, qui est également un musicien amateur et un passionné de disques vinyle. « Dans ce cas, le support est un polymère différent du vinyle. Nous avons même encodé la musique en stéréo – les ondulations latérales sont le canal gauche, tandis que la modulation de profondeur contient le canal droit. Il peut être trop peu pratique et coûteux de devenir un succès. Pour lire le sillon, vous avez besoin d’un microscope à force atomique plutôt coûteux ou du Nanofrazor, mais c’est tout à fait faisable.
L’objectif initial est d’utiliser le Nanofrazor pour développer de nouveaux types de capteurs magnétiques capables de détecter les courants dans les cerveaux vivants. Lassaline prévoit de créer des « bulles de savon quantiques » dans le graphène dans l’espoir de découvrir de nouvelles façons de manipuler avec précision les électrons dans ce matériau et d’autres matériaux atomiquement minces. « Le fait que nous puissions maintenant façonner avec précision les surfaces avec une précision nanométrique à peu près à la vitesse de l’imagination change la donne pour nous », a déclaré le physicien DTU Tim Booth. « Nous avons de nombreuses idées sur ce qu’il faut faire ensuite et nous pensons que cette machine accélérera considérablement le prototypage de nouvelles structures. »