En una sala sellada de la Universidad de Loughborough, donde incluso una mota de polvo podría sabotear el trabajo, un grupo de físicos ha creado un violín tan pequeño que podría colocarse sobre el lomo de una ameba. Mide tan solo 35 micras de largo —menor que el grosor de un cabello humano— y no está hecho de madera e hilo, sino de platino, grabado en un chip de silicio con precisión quirúrgica.
Parece una broma, y en cierto modo lo es. El sonido del “violín más pequeño del mundo” ha sido durante mucho tiempo un chiste para simular compasión.
Se cree que la expresión “¿Puedes oír el violín más pequeño del mundo tocando solo para ti?” apareció por primera vez en televisión en la década de 1970, popularizada por el programa M*A*S*H, y ha permanecido como parte de la cultura pop gracias a apariciones en programas más recientes como Bob Esponja, así como a un análisis profundo de su origen por parte de ClassicFM.
Pero esta representación microscópica no es sólo un meme. Es una prueba de concepto: un elegante dibujo a escala atómica que abre la puerta a descubrimientos científicos más profundos.
“Aunque crear el violín más pequeño del mundo puede parecer una cuestión de diversión, mucho de lo que hemos aprendido en el proceso ha sentado las bases para la investigación que estamos llevando a cabo ahora”, dijo Kelly Morrison, la física que lidera el proyecto.
Un pequeño violín grabado en platino
A esta escala, todo cambia. El cabello humano suele tener entre 17 y 180 micras de ancho. El violín del chip es más delgado que la pata de un tardígrado. Observada al microscopio, la imagen revela elegantes curvas y delicadas proporciones. A simple vista, es menos que una mota.
Para crearlo se necesitó algo más que una mano firme: se necesitó una máquina del tamaño de una habitación conocida como NanoFrazor.
El proceso comenzó con un chip recubierto con dos capas de un material gelatinoso conocido como resina. Una punta calentada, fina como una aguja —tan afilada como precisa—, grabó la forma del violín en la capa superior mediante una técnica llamada litografía por sonda de barrido térmico. En ese instante, el gel se vaporizó, dejando una microsección con la forma de un violín.
A continuación, los investigadores disolvieron la capa inferior para ahuecar un molde. Después, depositaron una fina película de platino dentro de la cavidad y, finalmente, enjuagaron el resto con acetona. Lo que quedó fue un violín brillante e increíblemente diminuto, hecho de metal.
Cada imagen tarda unas tres horas en producirse. Pero esta versión final requirió meses de ensayo y error, mientras el equipo experimentaba con diferentes configuraciones, materiales y mejoras.
“Estoy muy entusiasmado con el nivel de control y las posibilidades que ofrece esta configuración”, dijo Morrison. “Tengo muchas ganas de ver lo que puedo lograr, pero también lo que los demás pueden hacer con el sistema”.
Más allá de la broma: una plataforma para el descubrimiento
Si bien el violín pudo haber comenzado como una demostración caprichosa de precisión, ahora desempeña un papel fundamental en la ciencia. Fue la primera creación de un nuevo y potente sistema de nanolitografía en Loughborough, que permite a los científicos esculpir materiales a escala atómica.
“Nuestro sistema de nanolitografía nos permite diseñar experimentos que investigan los materiales de diferentes maneras (utilizando luz, magnetismo o electricidad) y observar sus respuestas”, explicó Morrison.
Esta capacidad puede ayudar a los científicos a investigar el comportamiento de los materiales a escala nanométrica, una escala en la que las leyes familiares de la física comienzan a ceder ante la mecánica cuántica. Las moléculas se reorganizan, las propiedades eléctricas cambian y surgen comportamientos imperceptibles en los materiales a granel. Por eso estos sistemas son tan prometedores.
“Una vez que entendemos cómo se comportan los materiales, podemos empezar a aplicar ese conocimiento para desarrollar nuevas tecnologías, ya sea mejorando la eficiencia informática o encontrando nuevas formas de cosechar energía”, añadió.
La nanolitografía ya está sentando las bases para la próxima generación de electrónica: dispositivos más rápidos, más pequeños y con mayor eficiencia energética que nunca. La capacidad de personalizar estructuras a esta escala también podría impulsar avances en computación cuántica, fotónica y biodetección.
Y todo comienza con comprender los conceptos básicos: precisamente lo que este proyecto pretende hacer.
Fuente: ZME Science.