Argonne-forskere til at kontrollere tiltrækningskraft for nanoelektromekaniske systemer

Forskere ved det amerikanske energiministeriums Argonne National Laboratory er ved at udvikle en måde at kontrollere Casimir-styrken på, en kvantemekanisk kraft, som tiltrækker objekter, når de kun er hundrede nanometer fra hinanden.

"Casimir-styrken er så lille, at de fleste eksperimenter simpelthen har beskæftiget sig med dens egenskaber, " sagde Derrick Mancini, midlertidig direktør for Center for Nanoskala Materialer. "Hvis vi kan kontrollere denne kraft eller gøre den frastødende, det kan have dramatiske effekter på udviklingen af ​​nanoelektromekaniske systemer."

Nanoelektromekaniske systemer (NEMS) er mekaniske enheder i nanometerstørrelse, der kan bruges til aktivering eller sansning på nanoskala. Mange NEMS-enheder udvikles i øjeblikket til unikke applikationer inden for sansning, telekommunikation, signalbehandling, data opbevaring, og mere. I makroverdenen, Casimir-styrken er så lille, at den knap kan opdages, men på nanoskalaen bliver det en kvanteeffekt, som forskerne i øjeblikket ikke kan kontrollere.

"Når karakteristiske enhedsdimensioner krymper til nanoskalaen, virkningerne af den attraktive Casimir-kraft bliver mere udtalte, hvilket gør det meget vanskeligt at kontrollere nano-enheder. Dette er en teknologisk udfordring, der skal løses, før det fulde potentiale af NEMS-enheder kan demonstreres, " sagde videnskabsmand Daniel Lopez. "Målet er ikke kun at begrænse dets attraktive egenskaber, men også for at gøre det frastødende. En frastødende kraft, der virker på nanoskalaen, ville give ingeniører mulighed for at designe nye NEMS-enheder, der er i stand til friktionsfri bevægelse gennem nano-levitation."

Tilgangen til at kontrollere denne kraft involverer nanostrukturering af de interagerende overflader for at justere virkningerne af Casimir-kraften.

Argonne National Laboratory blev for nylig udvalgt af Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) til at udvikle mekanismer til at kontrollere og manipulere Casimir-styrken. Dette program vil blive udviklet i tæt samarbejde med Indiana University Purdue University Indianapolis, NIST og Los Alamos National Laboratory.

Kilde:Argonne National Laboratory (nyheder:web)