Gli scienziati dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti stanno sviluppando un modo per controllare la forza di Casimir, una forza meccanica quantistica, che attrae gli oggetti quando distano solo cento nanometri.
"La forza di Casimir è così piccola che la maggior parte della sperimentazione ha riguardato semplicemente le sue caratteristiche, " disse Derrick Mancini, direttore ad interim del Center for Nanoscale Materials. "Se possiamo controllare questa forza o renderla ripugnante, può avere effetti drammatici sullo sviluppo di sistemi nanoelettromeccanici".
I sistemi nanoelettromeccanici (NEMS) sono dispositivi meccanici di dimensioni nanometriche che possono essere utilizzati per l'attuazione o il rilevamento su nanoscala. Molti dispositivi NEMS sono attualmente in fase di sviluppo per applicazioni uniche nel rilevamento, telecomunicazioni, elaborazione del segnale, archivio dati, e altro ancora. Nel macromondo, la forza di Casimir è così piccola che può essere appena rilevata, ma su scala nanometrica diventa un effetto quantistico che gli scienziati attualmente non possono controllare.
"Man mano che le dimensioni caratteristiche del dispositivo si riducono alla nanoscala, gli effetti della forza attrattiva di Casimir diventano più pronunciati rendendo molto difficile il controllo dei nano-dispositivi. Questa è una sfida tecnologica che deve essere affrontata prima di poter dimostrare il pieno potenziale dei dispositivi NEMS, " ha detto lo scienziato Daniel Lopez. "L'obiettivo è non solo limitare le sue proprietà attraenti, ma anche per renderlo ripugnante. Una forza repulsiva che agisce su nanoscala consentirebbe agli ingegneri di progettare nuovi dispositivi NEMS in grado di muoversi senza attrito attraverso la nanolevitazione".
L'approccio al controllo di questa forza comporta la nanostrutturazione delle superfici interagenti per regolare gli effetti della forza di Casimir.
L'Argonne National Laboratory è stato recentemente selezionato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) per sviluppare meccanismi per controllare e manipolare la forza di Casimir. Questo programma sarà sviluppato in stretta collaborazione con l'Indiana University Purdue University Indianapolis, NIST e Laboratorio Nazionale di Los Alamos.
Fonte:Laboratorio Nazionale Argonne (notizie:web)
