Glædelig jul med Verdens mindste "vinyl" plade - i stereo

Verdens mindste juleplade har 25 sekunder af Rocking Around the Christmas Tree skåret ud i polymer (ganske vist ikke vinyl), med ca 10 nm pixelstørrelse, af vores ekspert, postdoc Nolan Lassaline. Som amatørmusiker og vinyl-entusiast, blev jeg jo nødt til at forberede billedfilen til mønsteret så det var ægte stereo: på billedet nedenfor ses et "højdekort" over julepladen, hvor de vandrette modulationer indeholder venstre kanal, og dybdevariationerne indeholder højre kanal (eller var det omvendt?).

Den kan ganske vist ikke spilles på min grammofon derhjemme, men den kan læses med et Atomic Force Microscope. To spørgsmål melder sig: Hvordan? og Hvorfor?

Hvordan: jeg har for nyligt skrevet om vores nye Nanofrazor 3D lithografi system som giver mulighed for at skære et ultrapræcist 3D landskab af materialer i en polymerfilm på få minutter. Her viste Nolan hvordan man skriver et billede af Mona Lisa med en opløsning på ca 2.5 million DPI. Nu har vi så øget sværhedsgraden betydeligt, idet de delikate "plade"-riller for at blive reproduceret ensartet og præcist over 40 x 40 mikrometer, ikke giver meget plads til fejl. Resultatet, hvis jeg selv må sige det, er flot: man kan se gråtonerne i juletræerne være repræsenteret helt præcist, og rillerne står skarpt. Vi må se om vi kan få spillet musikken fra billedet - det bliver nok ikke high fidelity.

Hvorfor? for det første er det snart jul, og så må man gerne lave den slags sjov. En anden og vigtigere grund er at vi gennem dette projekt har fået langt bedre styr på ensartetheden af mønstrene over store områder, og også er blevet bedre til at overføre mønstrene til andre overflader.

Vi skal bruge Nanofrazoren til to ting. For det første kan vi på meget kortere tid end normalt lave magnetiske sensorer som vi over de næste år vil optimere så de kan opfange magnetfelterne fra neuroner i hjernen, som en vigtig del af et Novo Nordisk støttet projekt BIOMAG. For det andet, kan 3D mønstrene bruges til at definere uhyre præcise overflade konturer. Når vi lægger et atom-tyndt materiale (et såkaldt 2D materiale) som f.eks. grafen ned på en overflade hvor den lokale kurvatur er styret på dette niveau, antager materialerne andre og somme tider helt andre egenskaber. Grafen der bøjes/strækkes på den helt rigtige måde, kan pludselig opføre sig som om der er et gigantisk magnetfelt. De optiske egenskaber er også følsomme overfor kurvatur. Dette er noget helt, helt nyt. Tænk lige over det engang. Når man "krøller" et 2D materialer i den tredie retning - den 3. dimension, svarer det til at man skulle krølle et 3D materiale ind i den fjerde dimension. Det kan man af gode grunde ikke, og derfor er denne form for "ekstra-dimensionel" engineering noget helt nyt for os. Med Nanofrazoren kan vi styre hvordan 2D materialer folder, former og krøller sig langt mere nøjagtigt end før.

Så, det håber vi (mig, Nolan og Tim Booth som også er "krediteret" på pladen) bliver temaet for 2023 og de næste par år.

Nanofrazer systemet er sponsoreret af Novo Nordisk Fonden gennem projektet BIOMAG. Et shoutout går til Tim Booth, som har stået for det meste i forhold til at få maskinen til DTU og opbygge den eksperimentelle facilitet den indgår i.

Glædelig jul!