Wetenschappers van het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie ontwikkelen een manier om de Casimir-kracht te beheersen, een kwantummechanische kracht, die objecten aantrekt als ze slechts honderd nanometer van elkaar verwijderd zijn.

"De Casimir-kracht is zo klein dat de meeste experimenten zich eenvoudig met de kenmerken ervan hebben beziggehouden, " zei Derrick Mancini, interim-directeur van het Center for Nanoscale Materials. "Als we deze kracht kunnen beheersen of afstotend kunnen maken, het kan dramatische effecten hebben op de ontwikkeling van nano-elektromechanische systemen."

Nano-elektromechanische systemen (NEMS) zijn mechanische apparaten van nanometerformaat die kunnen worden gebruikt voor activering of detectie op nanoschaal. Er worden momenteel veel NEMS-apparaten ontwikkeld voor unieke toepassingen in detectie, telecommunicatie, signaalverwerking, gegevens opslag, en meer. In de macrowereld de Casimir-kracht is zo klein dat het nauwelijks kan worden gedetecteerd, maar op nanoschaal wordt het een kwantumeffect dat wetenschappers momenteel niet kunnen beheersen.

"Naarmate karakteristieke apparaatafmetingen krimpen tot de nanoschaal, de effecten van de aantrekkelijke Casimir-kracht worden meer uitgesproken, waardoor het erg moeilijk wordt om nano-apparaten te besturen. Dit is een technologische uitdaging die moet worden aangepakt voordat het volledige potentieel van NEMS-apparaten kan worden aangetoond, " zei wetenschapper Daniel Lopez. "Het doel is niet alleen om de aantrekkelijke eigenschappen te beperken, maar ook om het weerzinwekkend te maken. Een afstotende kracht die op nanoschaal werkt, zou ingenieurs in staat stellen om nieuwe NEMS-apparaten te ontwerpen die wrijvingsloos kunnen bewegen door middel van nanolevitatie."

De benadering om deze kracht te beheersen, omvat het nanostructureren van de op elkaar inwerkende oppervlakken om de effecten van de Casimir-kracht af te stemmen.

Argonne National Laboratory werd onlangs geselecteerd door het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) om mechanismen te ontwikkelen om de Casimir-macht te beheersen en te manipuleren. Dit programma zal worden ontwikkeld in nauwe samenwerking met Indiana University Purdue University Indianapolis, NIST en het Los Alamos National Laboratory.

Bron:Argonne National Laboratory (nieuws:web)