La mayoría de los resonadores mecánicos amortiguan (ralentizan) de una manera lineal bien entendida, pero el trabajo pionero del profesor Adrian Bachtold y su grupo de investigación en el Instituto Catalán de Nanotecnología ha demostrado que los resonadores formados a partir de grafeno a nanoescala y nanotubos de carbono exhiben una amortiguación no lineal, abriendo emocionantes posibilidades para detectores súper sensibles de fuerza o masa.

En un artículo que se publicará en Nanotecnología de la naturaleza , El profesor Bachtold y sus co-investigadores describen cómo formaron resonadores a nanoescala suspendiendo diminutas láminas de grafeno o nanotubos de carbono y sujetándolos en cada extremo. Estos dispositivos, similar a las cuerdas de guitarra, se puede configurar para que vibre a frecuencias muy específicas.

En todos los resonadores mecánicos estudiados hasta la fecha, desde objetos grandes de varios metros de tamaño hasta componentes diminutos de solo unas pocas decenas de nanómetros de longitud, Siempre se ha observado que la amortiguación se produce de forma altamente predecible, manera lineal. Sin embargo, la investigación del Prof. Bachtold demuestra que este paradigma de amortiguación lineal se rompe para los resonadores con dimensiones críticas en la escala atómica. De particular importancia, han demostrado que la amortiguación es fuertemente no lineal para resonadores basados ​​en nanotubos y grafeno, una característica que facilita la amplificación de señales y mejoras dramáticas en la sensibilidad.

El hallazgo tiene profundas consecuencias. La amortiguación es fundamental para la física de los resonadores nanoelectromecánicos, que se encuentra en el núcleo de los experimentos cuánticos y sensoriales. Por lo tanto, muchas de las predicciones que se han hecho para los dispositivos electromecánicos a nanoescala ahora deben revisarse al considerar los resonadores de nanotubos y grafeno.

Esta nueva visión de la dinámica de los resonadores a nanoescala también permitirá mejoras dramáticas en el rendimiento de numerosos dispositivos. El grupo del Prof. Bachtold ya ha logrado un nuevo récord en factor de calidad para resonadores de grafeno y detección de fuerza ultra-débil con un resonador de nanotubos.

El trabajo es particularmente oportuno porque un número creciente de grupos de investigación en todo el mundo con diversos antecedentes están optando por estudiar resonadores de nanotubos / grafeno. que tienen una serie de propiedades útiles únicas.