در یک دستاورد بی‌سابقه در حوزه فناوری نانو، فیزیکدانان دانشگاه لافبورو موفق به ساخت نمونه‌ای میکروسکوپی از یک ویولن شدند که به گفته آن‌ها ممکن است کوچک‌ترین ویولن جهان باشد. این ساز نانومقیاس که از نظر ابعاد به‌قدری کوچک است که می‌تواند به‌راحتی روی سطح یک تار موی انسان قرار بگیرد، نتیجه تلاش پژوهشگران برای نمایش توانمندی‌های تجهیزات جدید نانولیتوگرافی این دانشگاه است. به‌کارگیری چنین فناوری پیشرفتهای در قالب پروژه‌ای با رویکردی خلاقانه، دریچه‌ای به‌سوی نسل آینده ابزارهای محاسباتی، ذخیره‌سازی داده و مدیریت انرژی باز کرده است. ویولن مینیاتوری دانشگاه لافبورو از پلاتین ساخته شده و ابعادی در حدود ۳۵ میکرون طول و ۱۳ میکرون عرض دارد. این در حالی است که ضخامت موی انسان بین ۱۷ تا ۱۸۰ میکرون و اندازه موجودات میکروسکوپی مانند خرس آبی در بازه‌ای بین ۵۰ تا ۱۲۰۰ میکرون متغیر است.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، ویولن مذکور نه به‌عنوان یک ساز واقعی، بلکه در قالب پروژه‌ای نمایشی و آزمایشی طراحی شده است تا قابلیت‌های نانولیتوگرافی حرارتی را به نمایش بگذارد. این سیستم جدید، پژوهشگران را قادر می‌سازد تا ساختارهای پیچیده‌ای را در مقیاس نانو ایجاد کرده و ویژگی‌های آن‌ها را در واکنش به عوامل فیزیکی مانند نور، گرما، میدان مغناطیسی یا جریان الکتریکی بررسی کنند. این سیستم در مرکز فناوری نانو دانشگاه لافبورو نصب شده و با برخورداری از دستگاه NanoFrazor ساخت شرکت Heidelberg Instruments، به‌طور دقیق می‌تواند الگوهایی را با استفاده از پروب حرارتی ایجاد کند. به گفته پروفسور کلی موریسون، رئیس دپارتمان فیزیک دانشگاه، هرچند طراحی یک ویولن نانومقیاس ممکن است در نگاه اول تفریحی به‌نظر برسد، اما دانش و تجربه حاصل از آن مبنای پژوهش‌های عمیق‌تری در زمینه علم مواد و فناوری نانو خواهد بود.
دلیل انتخاب شکل ویولن برای این پروژه، ارجاعی طنزآمیز به یک اصطلاح رایج در فرهنگ عامه است. عبارت «می‌تونی صدای کوچک‌ترین ویولن دنیا رو بشنوی؟» اغلب برای دست انداختن افراد هنگام شکایت‌های بیش‌ازحد به‌کار می‌رود و معمولا با حرکتی نمایشی از انگشتان برای تقلید نواختن یک ویولن خیالی همراه است. گفته می‌شود این عبارت نخستین بار در دهه ۱۹۷۰ از طریق رسانه‌های تلویزیونی رواج یافته است. اگرچه ویولن ساخته‌شده توسط تیم دانشگاه لافبورو به‌صورت عملی قابلیت نواختن ندارد و صرفا تصویری میکروسکوپی از یک ویولن محسوب می‌شود، اما به‌دلیل ابعاد شگفت‌انگیزش به‌عنوان نمادی از توانمندی‌های نانو تکنولوژی توجه‌ها را به خود جلب کرده است.
فرآیند ساخت این ویولن میکروسکوپی در یک محیط کاملاً کنترل‌شده انجام شد. ابتدا تیم پژوهشی به سرپرستی پروفسور موریسون و با همکاری دکتر نائمی لئو و دکتر آرتور کاونی، تراشه‌ای را با دو لایه از ماده‌ای به نام resist پوشش دادند. سپس این تراشه درون دستگاه NanoFrazor قرار گرفت. این ابزار با استفاده از نوکی داغ که عملکردی شبیه به یک قلم دارد، طرح ویولن را روی لایه سطحی ترسیم کرد. در مرحله بعد، قسمت‌هایی از لایه زیرین که در معرض حرارت قرار گرفته بودند، با یک ماده شیمیایی حذف شدند تا یک حفره به شکل ویولن ایجاد شود. پس از آن، لایه‌ای نازک از پلاتین بر سطح تراشه رسوب داده شد و در نهایت، باقی‌مانده مواد با شست‌وشو در استون پاک‌سازی شدند تا شکل نهایی ویولن پدیدار شود.
تمامی این فرایندها درون محفظه‌ای ایزوله انجام شد تا از ورود رطوبت و ذرات گردوغبار جلوگیری شود، زیرا حتی کوچک‌ترین آلودگی می‌تواند به دقت فرآیند آسیب وارد کند. تراشه‌ها از طریق بازوهای فلزی مکانیکی که از بیرون قابل کنترل هستند، بین بخش‌های مختلف محفظه جابجا می‌شوند. اگرچه ساخت هر ویولن تنها حدود سه ساعت زمان می‌برد، اما رسیدن به طرح نهایی، ماه‌ها آزمون و خطا و اصلاحات را طلب کرد. نتیجه نهایی، ویولنی است که حتی از یک ذره گردوغبار هم کوچک‌تر بوده و تنها از طریق میکروسکوپ قابل مشاهده است.
سیستم نانولیتوگرافی که برای این پروژه به‌کار گرفته شد، نقشی اساسی در پیشبرد دو پروژه تحقیقاتی مهم در دانشگاه لافبورو دارد. نخستین پروژه، بررسی امکان جایگزینی فناوری‌های کنونی ذخیره‌سازی مغناطیسی با روش‌هایی نوین و کارآمدتر است. پروژه دوم نیز روی استفاده از گرما به‌عنوان عاملی کلیدی در پردازش داده‌ها تمرکز دارد. پروفسور موریسون با ابراز امیدواری نسبت به نتایج آینده این پژوهش‌ها، تأکید می‌کند که توانایی‌های این سامانه زمینه را برای کشف فناوری‌های انقلابی هموار خواهد کرد. دکتر نائمی لئو نیز با تمرکز بر اثرات گرما و چگونگی توزیع آن در مقیاس نانو، تلاش دارد تا رویکردهای نوینی برای طراحی رایانه‌هایی سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر توسعه دهد.
در این راستا، پروژه دکتر لئو شامل ترکیب مواد مغناطیسی و الکتریکی با نانوذراتی است که انرژی نور را جذب کرده و به گرما تبدیل می‌کنند. هدف نهایی، ساخت ابزارهایی است که بتوانند با استفاده از گرمای موضعی به‌صورت بسیار دقیق، داده‌ها را ذخیره و پردازش کنند. این تحقیق نه‌تنها به افزایش بهره‌وری انرژی در دستگاه‌های دیجیتال کمک می‌کند، بلکه می‌تواند مسیر توسعه نسل جدیدی از رایانه‌ها را هموار سازد. بهره‌گیری از نانولیتوگرافی در این فرآیند، به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا الگوسازی‌هایی با دقت بالا انجام دهند و چندین عملکرد را به‌طور هم‌زمان روی یک سطح ادغام کنند.
همچنین، دکتر فاسیل دژنه نیز از سامانه نانولیتوگرافی دانشگاه برای بررسی کاربردهای مواد کوانتومی در ذخیره‌سازی مغناطیسی استفاده می‌کند. در حالی که ابزارهای ذخیره‌سازی فعلی مانند هارد دیسک‌ها برای حفظ پایداری مغناطیسی به فناوری‌های پیچیده وابسته‌اند، کوچک‌سازی این ابزارها نیازمند کشف مواد جدیدی است که بتوانند در مقیاس نانو به‌خوبی عمل کنند. پروژه دکتر دژنه به بررسی این موضوع می‌پردازد که آیا مواد کوانتومی نوظهور می‌توانند نه‌تنها جایگزینی بهتر برای روش‌های فعلی باشند، بلکه در توسعه حافظه‌هایی که از ساختار مغز انسان الگوبرداری می‌کنند نیز کاربرد داشته باشند. این دستاوردها می‌توانند زمینه‌ساز پیشرفتهای چشمگیری در حوزه محاسبات عصبی و حافظه‌های هوشمند باشند.