De flesta mekaniska resonatorer dämpar (saktar ner) på ett välförstått linjärt sätt, men banbrytande arbete av prof. Adrian Bachtold och hans forskargrupp vid Catalan Institute of Nanotechnology har visat att resonatorer bildade av nanoskala grafen och kolnanorör uppvisar olinjär dämpning, öppnar spännande möjligheter för supersensitiva kraft- eller massdetektorer.

I en artikel som ska publiceras i Naturnanoteknik , Prof. Dessa enheter, liknar gitarrsträngar, kan ställas in för att vibrera vid mycket specifika frekvenser.

I alla mekaniska resonatorer som har studerats hittills, från stora föremål flera meter i storlek ner till små komponenter bara några tiotals nanometer i längd, dämpning har alltid observerats i en mycket förutsägbar, linjärt sätt. Bachtolds forskning visar dock att detta linjära dämpningsparadigm bryts ner för resonatorer med kritiska dimensioner på atomskala. Av särskild vikt har de visat att dämpningen är starkt olinjär för resonatorer baserade på nanorör och grafen, en egenskap som underlättar förstärkning av signaler och dramatiska förbättringar av känsligheten.

Fyndet får djupa konsekvenser. Dämpning är central för fysiken hos nanoelektromekaniska resonatorer, ligger i kärnan i kvant- och avkänningsexperiment. Därför måste många förutsägelser som har gjorts för nanoskala elektromekaniska enheter nu ses över när man överväger nanorör och grafenresonatorer.

Denna nya inblick i dynamiken i nanoskala resonatorer kommer också att möjliggöra dramatiska förbättringar av prestanda för många enheter. Bachtolds grupp har redan uppnått ett nytt rekord i kvalitetsfaktor för grafenresonatorer och extremt svag kraftavkänning med en nanorörresonator.

Arbetet är särskilt aktuellt eftersom ett ökande antal forskargrupper runt om i världen med olika bakgrunder väljer att studera nanorör/grafenresonatorer, som har ett antal unika användbara egenskaper.