แม่เหล็กนาโนที่พิมพ์ 3 มิติเผยให้เห็นโลกแห่งลวดลายในสนามแม่เหล็ก

จากการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน"Nature Nanotechnology" เมื่อวันที่ 21 ทีมงานนานาชาติที่นำโดย Cavendish Laboratory ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักรใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติขั้นสูงเพื่อสร้างเกลียวคู่แม่เหล็ก เช่นเดียวกับเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ พวกมันบิดเบี้ยวซึ่งกันและกัน รวมความโค้ง chirality และปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กแรงสูงระหว่างเกลียวทั้งสอง ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ค้นพบว่าเกลียวคู่แม่เหล็กเหล่านี้สร้างพื้นผิวทอพอโลยีระดับนาโนในสนามแม่เหล็ก ซึ่งไม่เคยเห็นมาก่อน เป็นการเปิดประตูสู่การพัฒนาอุปกรณ์แม่เหล็กยุคหน้า

อุปกรณ์แม่เหล็กส่งผลกระทบต่อทุกด้านของสังคม รวมถึงการสร้างพลังงาน การจัดเก็บข้อมูล และการคำนวณ แต่อุปกรณ์คำนวณแบบแม่เหล็กกำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดการหดตัวอย่างรวดเร็วในระบบสองมิติ สำหรับคอมพิวเตอร์รุ่นต่อไป ผู้คนให้ความสนใจกับการเปลี่ยนเป็นสามมิติมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะไม่เพียงแต่จะสามารถสร้างความหนาแน่นที่สูงขึ้นได้ผ่านสถาปัตยกรรมเส้นลวดนาโน 3 มิติเท่านั้น แต่เรขาคณิตสามมิติยังสามารถเปลี่ยนสนามแม่เหล็กและให้ฟังก์ชันใหม่ได้อีกด้วย .

หน่วยความจำติดตามเป็นเทคโนโลยีที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ หลักการของมันคือจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลในผนังโดเมนแม่เหล็กของสายนาโนเพื่อผลิตอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ และความจุสูงกว่า แต่จนถึงขณะนี้ ความคิดนี้เป็นเรื่องยากที่จะตระหนัก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีการใหม่ในการแสดงภาพโครงสร้างแม่เหล็กสามมิติ และได้พัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสำหรับวัสดุแม่เหล็ก การวัด 3 มิติดำเนินการบนเส้นลำแสง PolLux ของแหล่งกำเนิดแสงสวิส ซึ่งปัจจุบันเป็นลำแสงเดียวที่สามารถให้เอกซเรย์เอกซ์เรย์แบบอ่อนได้ การใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ขั้นสูง นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าโครงสร้างดีเอ็นเอ 3 มิติทำให้เกิดพื้นผิวที่แตกต่างกันในการสะกดจิตเมื่อเปรียบเทียบกับ 2 มิติ ผนังที่จับคู่ระหว่างโดเมนแม่เหล็ก (บริเวณที่การทำให้เป็นแม่เหล็กทั้งหมดชี้ไปในทิศทางเดียวกัน) ในเกลียวที่อยู่ติดกันนั้นมีการเชื่อมต่อกันอย่างมากและทำให้เสียรูป ผนังเหล่านี้ดึงดูดซึ่งกันและกัน และเนื่องจากโครงสร้าง 3 มิติ ผนังเหล่านี้จึงหมุน"ล็อก" เข้าที่และสร้างพันธะที่แข็งแรงและสม่ำเสมอ คล้ายกับคู่เบสใน DNA

Claire Donnelly จาก Cavendish Laboratory ในเคมบริดจ์กล่าวว่า"เราไม่เพียงพบว่าโครงสร้าง 3 มิตินำไปสู่พื้นผิวนาโนโทโพโลยีที่น่าสนใจในการทำให้เป็นแม่เหล็ก แต่เรายังค้นพบการกำหนดค่าสนามระดับนาโนใหม่ในสนามแม่เหล็กจรจัด หากเราสามารถไปถึงระดับนาโนได้ โดยการควบคุมแรงแม่เหล็กเหล่านี้ เราก็เข้าใกล้ระดับการควบคุมเช่นเดียวกับในสองมิติ"

นักวิจัยกล่าวว่าผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่ง โครงสร้างเกลียวคู่ที่คล้ายกับ DNA ทำให้เกิดพันธะที่แข็งแกร่งระหว่างเกลียวคู่ ซึ่งทำให้รูปร่างของพวกมันเสียรูป และกระแสน้ำวนก่อตัวขึ้นในสนามแม่เหล็กรอบพันธะเหล่านี้ โครงสร้างทอพอโลยีนั้นน่าตื่นเต้นกว่า และมีแนวโน้มในการใช้งานมากมาย