Nanocorda de violão toca a si mesma

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/10/2019

Assim como uma corda de guitarra vibra quando é tocada, o fio vibra quando é forçado a se mover por uma tensão oscilante.
[Imagem: Yutian Wen et al. - 10.1038/s41567-019-0683-5]

Música sem músico

A menor guitarra do mundo que pode ser tocada fez sucesso quando lançada, há mais de 15 anos.

A novidade agora é uma nanoguitarra que dispensa qualquer dedilhado para tocar.

Mais especificamente, Yutian Wen e colegas das universidades de Lancaster e Oxford, no Reino Unido, criaram um circuito nano-eletrônico que vibra sem nenhuma força externa.

Usando um minúsculo fio suspenso, semelhante a uma corda de violão ou guitarra, o experimento mostra como um dispositivo simples em escala nanométrica - muito mais simples do que um motor elétrico, por exemplo - pode gerar movimento diretamente de uma corrente elétrica.

Autovibração

A corda é um nanotubo de carbono, que é um fio oco com um diâmetro de cerca de 3 nanômetros, aproximadamente 100.000 vezes mais fino do que uma corda de violão. O nanotubo foi montado entre dois suportes de metal e resfriado a uma temperatura de 0,02 grau acima do zero absoluto. A parte central do fio estava livre para vibrar, e vibra efetivamente quando é atravessado por uma corrente alternada, que gera uma tensão oscilante.

Isso era exatamente o que os pesquisadores esperavam. A surpresa veio quando eles repetiram o experimento sem a aplicação da tensão e constataram que o fio oscilava por conta própria.

Esta outra nanocorda de violão precisa ser tocada, mas vibra durante um mês a cada toque.
[Imagem: Amir H. Ghadimi et al. - 10.1126/science.aar6939]

A nanocorda de violão estava se tocando sozinha.

"Demorou um pouco para descobrir o que estava causando as vibrações, mas finalmente entendemos. Em um dispositivo tão pequeno, é importante que uma corrente elétrica seja composta por elétrons individuais. Os elétrons pulam um por um pelo fio, cada um dando-lhe um pequeno empurrão. Geralmente esses empurrões são aleatórios, mas percebemos que, quando você controla os parâmetros corretamente, eles sincronizam e geram uma oscilação," explicou o professor Edward Laird, coordenador da equipe.

Microscópios e fluidos exóticos

O nanotubo é muito mais fino do que uma corda de violão, por isso ele oscila em uma frequência muito mais alta, dentro da faixa do ultrassom, de forma que nenhum humano conseguirá ouvir sua música.

"No entanto, ainda podemos lhe atribuir uma nota [musical]. Sua frequência é de 231 milhões de hertz, o que significa que é uma corda A, tocada 21 oitavas acima da afinação padrão," disse Laird.

O nano-oscilador poderá ser usado para amplificar pequenas forças, como em futuros microscópios, ou para medir a viscosidade de fluidos quânticos exóticos.

Mais tópicos