Des physiciens de l’université de Loughborough en Angleterre ont utilisé des nanotechnologies de pointe pour créer ce qu’ils pensent être « le plus petit violon du monde », suffisamment petit pour tenir dans la largeur d’un cheveu humain.
Le violon est en platine et ne mesure que 35 microns de long et 13 microns de large, un micron représentant un millionième de mètre. À titre de comparaison, le diamètre d’un cheveu humain varie généralement entre 17 et 180 microns, et celui des créatures microscopiques très appréciées, les tardigrades, entre 50 et 1 200 microns.
Le violon miniature a été créé dans le cadre d’un projet test visant à démontrer les capacités du nouveau système de nanolithographie de l’université, un ensemble de technologies avancées permettant aux chercheurs de construire et d’étudier des structures à l’échelle nanométrique. Le système soutiendra divers projets de recherche visant à identifier de nouveaux matériaux et de nouvelles méthodes pour développer la prochaine génération d’appareils informatiques.
« Bien que la création du plus petit violon du monde puisse sembler amusante, une grande partie de ce que nous avons appris au cours de ce processus a en fait jeté les bases de la recherche que nous entreprenons actuellement », a déclaré le professeur Kelly Morrison, chef du département de physique et expert en physique expérimentale. »
« Notre système de nanolithographie nous permet de concevoir des expériences qui sondent les matériaux de différentes manières – en utilisant la lumière, le magnétisme ou l’électricité – et d’observer leurs réponses. Une fois que nous aurons compris le comportement des matériaux, nous pourrons commencer à appliquer ces connaissances pour développer de nouvelles technologies, qu’il s’agisse d’améliorer l’efficacité des ordinateurs ou de trouver de nouveaux moyens de récolter de l’énergie. »
« Mais d’abord, nous devons comprendre la science fondamentale et c’est ce que ce système nous permet de faire. »
Pourquoi un violon ?
L’équipe a créé le violon à l’échelle nanométrique en référence à la phrase bien connue de la culture populaire « Pouvez-vous entendre le plus petit violon du monde jouer juste pour vous ? – typiquement utilisée pour se moquer des plaintes exagérées ou des réactions trop dramatiques. Cette expression est souvent accompagnée d’un geste de la main imitant une personne jouant d’un petit violon entre le pouce et l’index.
L’expression serait apparue pour la première fois à la télévision dans les années 1970, popularisée par la série MAS*H. Elle est restée dans la culture pop grâce à des apparitions dans des séries plus récentes comme Bob l’éponge, ainsi qu’à une plongée en profondeur dans son origine par ClassicFM.
Le violon de Loughborough est une image microscopique plutôt qu’un instrument jouable, et bien qu’il n’ait été confirmé par aucun canal officiel comme étant le plus petit violon du monde, une chose est sûre : il est très petit.
Comment a-t-il été fabriqué ?
Au cœur du système de nanotechnologie de l’université de Loughborough, qui s’étend sur un laboratoire entier, se trouve le NanoFrazor, une machine de nanosculpture de pointe fabriquée par Heidelberg Instruments. Elle utilise la lithographie par sonde à balayage thermique, une technique dans laquelle une pointe chauffée en forme d’aiguille « écrit » des motifs très précis à l’échelle nanométrique.
Pour créer le violon, le professeur Morrison, avec l’aide du Dr Naëmi Leo et du technicien de recherche Dr Arthur Coveney, a commencé par recouvrir une petite puce de deux couches d’un matériau gélifié appelé « réserve ». Cette puce enduite a ensuite été placée sous le NanoFrazor, qui a utilisé sa pointe chauffée pour graver le motif du violon dans la couche superficielle.
Une fois le motif gravé, la réserve a été développée en dissolvant la sous-couche exposée pour laisser une cavité en forme de violon. Une fine couche de platine a ensuite été déposée sur la puce, et un dernier rinçage à l’acétone a permis d’éliminer le reste du matériau pour révéler le violon fini.
Le système est entièrement fermé à l’aide d’une boîte à gants et d’une série de chambres interconnectées, car il est essentiel d’empêcher l’humidité et la poussière d’avoir un impact sur les recherches sensibles. Pour maintenir ces conditions contrôlées, la puce a été soigneusement déplacée d’une chambre à l’autre à l’aide de petits bras métalliques actionnés de l’extérieur.
Il faut environ trois heures pour créer un violon à l’aide du système de nanolithographie, mais la version finale de l’équipe a pris plusieurs mois, le temps d’affiner et de tester différentes techniques.
La pièce finie n’est pas plus grande qu’un grain de poussière sur la puce et ne peut être vue en détail qu’à l’aide d’un microscope.
La création du « plus petit violon du monde » a été documentée dans une nouvelle vidéo, qui peut être visionnée ci-dessus ou sur YouTube. Le professeur Morrison a également publié un article de blog sur la création du violon.
Source : Université de Loughborough
