Слева направо: Питер Стенекен, Фарбод Алиджани, Зикао Ли, Алехандро АрагонИсточник: ТУ Делфт

Исследователи из Делфтского технического университета создали нанонить, которая при нажатии ведет себя необычно. Энергия внутри нее не рассеивается в пространстве, а перетекает в другие формы движения, вызывая каскад колебательных мод. Это явление удалось зафиксировать впервые.

Физики использовали наноразмерную струну, которая в сто раз тоньше человеческого волоса. Струны поместили на микрочип, соединенный с устройством, создающим вибрации. В обычных условиях энергия колеблющейся струны постепенно затухает. Но команда применила метод мягкого зажима вместо жесткой фиксации концов. Это позволило струне свободнее изгибаться и создало условия для каскадного соединения мод.

Доцент Фарбод Алиджани объясняет принцип на примере гитарной струны. Если дернуть ее, энергия рассеется. В эксперименте процесс пошел иначе. При воздействии на первую моду энергия не покидала струну, а перенаправлялась внутрь. Это привело к активации мод более высокого порядка. Ученым удалось наблюдать, как в одной наноструне одновременно возбуждаются пять различных мод.

Команда использовала метод мягкого зажима, позволяющий струне более свободно изгибаться и делающий возможным каскадное соединение. Источник: Цзычао Ли

Научный сотрудник Цзичао Ли отмечает, что конструкция была тщательно продумана для получения такого результата. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Обнаруженный эффект открывает новые возможности в сенсорных технологиях. Каждая мода колебаний может служить отдельным каналом для считывания информации. Одна нанонить способна выполнять функции множества отдельных датчиков. Это позволит создавать сверхчувствительные устройства, реагирующие на малейшие воздействия.

Сейчас команда планирует продолжить изучение каскадных взаимодействий. Исследователи намерены выяснить, как применять эти процессы при проектировании наномеханических устройств будущего.