Myslíte si, že existují hudební nástroje s neviditelnými strunami? Ano, takové už jsou. První dokončil Lev Termen v roce 1920. Jednalo se elektronický (katodový) termenvox (theremin). Ony pomyslné struny jsou elektrické pole - přesněji elektrický obvod, který prochází vzduchem a tělem hráče.
V roce 2006 jsou neviditelné struny sice skryté pouze našim očím, ale ne elektronickému mikroskopu, ale rovněž se jedná o něco velmi neobvyklého.
Vibrující klavírní strunu o délce 1mikronu a průměru 2nanometry vytvořili výzkumníci z technické university v Delftu a FOM Foundation. Struna je z uhlíkové nanotrubičky položené na podložce z oxidu křemenu, a aby byla skutečnou strunou - čili napnutou ve vzduchu, část této podložky byla pod ní vyleptána kyselinou.
Pod vrstvou kysličníku se nachází čistá křemenná vrstva. Vibrace struny se vyvolávají pouhým jejím přiložením k těmto vrstvám, ve kterých se vytváří vysokofrekvenční střídavé napětí a právě to nutí strunu přitahovat a odpuzovat se od podložky - vibrovat.
Na její parametry má vliv síla a frekvence proudu - a také v procesu kmitů se měnící elektrická kapacita systému. Při rezonančním napětí několika desítek megahertzů kmity struny prudce vzrostou do několika nanometrů.
Tato "struna" není zajímavou experimentální hříčkou pro teoretické fyziky, rovněž těžko někdy bude postaven takový klavír nebo i kytara, aby sloužila jako hudební nanostruna. Její použití a celého systému s ní spojeného, vidí šéf týmu Professor Herre van der Zant jako superpřesné váhy.
Další, naším očím neviditelné struny, jsou skutečně určeny pro nanokytary.
První kytarečka o rozměrech 10mikrometrů byla vytvořena v roce 1997 profesorem Haroldem Craigheadem na Cornell University. Jednalo se o, pro lidské ucho, nefunkční model Fender Stratocaster. Vědci tímto nástrojem chtěli pouze prezentovat možnosti nanotechnologií a potenciál microelectromechanical systems (MEMS) i nanoelectromechanical systems (NEMS).
V roce 2003, opět na Cornell University, sestrojili nanokytaru - funkční model velice originálního nástroje Gibson Flying V. Má křemíkové struny, na které se hraje laserovým paprskem. Samozřejmě, že paprsek se nechová jako kytaristův prst a křemíkové struny nevyluzují zvuky jako ty normální. Nanostruny vibrují a tím se jakoby "vmíchají" do laserového paprsku, modulují ho a až takto odražené světlo je možné, pomocí elektroniky, následně převést do slyšitelných zvuků - not. Pokud chcete hrát akordy, musíte několika oddělenými paprsky najednou aktivovat potřebné struny. Výška tónu nanostrun je určena jejich délkou od 6 do 12 mikrometrů. Kytarku vědci naladili pomocí stejnosměrného proudu. Autorkou je Lidija Sekaric.
Nanonástroje jsou, dalo by se říci, vedlejším produktem výzkumu a slouží k jeho popularizaci - hlavním úkolem vědců je výzkum rezonance. Možnost vyrábět droboučké věci má velký význam pro elektroniku. NEMS by mohly nahradit křemíkové prvky v mobilních telefonech - potřebovaly by mnohem méně místa i energie.Dále mohou zaregistrovat i slabé kmitání nebo zachycovat slabé zvuky, a tak pomoci k identifikaci různých technických objektů.
Na příkladu nanokytary je vidět, že NEMS mohou i modulovat světlo, to znamená, že je lze použít pro komunikaci po optických vláknech. V současnosti je při takovéto komunikaci potřeba posílat laserový paprsek z obou konců vlákna, to by za použití NEMS nebylo nutné. Silný laserový paprsek by se nasměroval pouze z jedné strany a na té druhé by se moduloval a odrážel méně drahým nanoelektromechanickým zařízením.
Žádné komentáře:
Okomentovat