Die Kugel ist nur Nanometer groß! Dies könnte der kleinste Shooter der Welt sein →

In einem Labor der Universität Nagoya in Japan haben Wissenschaftler kürzlich ein seriöses Labor in ein „Spielzimmer“ verwandelt. Sie nutzten hochenergetische Elektronenstrahlen als „Fernbedienung“ und feuerten Kugeln ab, die nur Nanometer groß waren (ein Nanometer entspricht etwa einem Hunderttausendstel der Dicke eines Haares) und entwickelten so das kleinste Schießspiel der Welt.

Allerdings handelt es sich hierbei nicht um Nachlässigkeit der Wissenschaftler. Es handelt sich um eine neue Technologie, die die Zukunft verändern könnte und einen wichtigen Schritt hin zur Entwicklung eines Computerschnittstellensystems darstellt, das virtuelle Objekte nahtlos mit realen Nanomaterialien integriert.

Schematische Darstellung des kleinsten Schießspiels der Welt, das von japanischen Wissenschaftlern entwickelt wurde

TEIL 01

Warum Nano-Spiele entwickeln?

Mit diesem Spiel demonstrierten die Forscher die sogenannte „ Nano Mixed Reality “-Technologie, die der bekannten AR-Technologie (Augmented Reality) ähnelt. AR kann virtuelle Informationen über die reale Welt legen und so eine Verschmelzung und Interaktion zwischen der realen und der virtuellen Welt erreichen, aber „Nano Mixed Reality“ integriert digitale virtuelle Objekte nahtlos in die reale Nanowelt.

Anwendung von AR im täglichen Leben

Wie kann diese Technologie intuitiv und ansprechend präsentiert werden?

Das Forschungsteam dachte dabei an Videospiele. Als Fans von Retro-Videospielen ließen sich die Forscher bei der Entwicklung des eingangs des Artikels erwähnten interaktiven Shooter-Spiels von klassischen Arcade-Spielen inspirieren.

Jeder Spieler kann dieses Minispiel mit einem gewöhnlichen Gamecontroller steuern. Auch die Funktionsweise ist sehr clever, die gesamte Spielfläche befindet sich tatsächlich auf einem Siliziumnitridsubstrat.

Wenn der Griff betätigt wird, bewegt er den Elektronenstrahl tatsächlich unter das Siliziumnitridsubstrat. Der Elektronenstrahl wird ein dreieckiges Muster sichtbar machen, das ein virtuelles Raumschiff darstellt. Wenn der Spieler die „Feuer“-Taste drückt, erzeugt der Elektronenstrahl ein Punktmuster im Nanomaßstab und das dreieckige Raumschiff feuert dann Nanogeschosse ab.

Von japanischen Wissenschaftlern gezeigter Spielbildschirm

In diesem Spiel sind das dreieckige Raumschiff und die abgefeuerten Nanogeschosse wie virtuelle Tags oder Objekte, die mithilfe der AR-Technologie über die reale Welt gelegt werden. Warum also können virtuelle Raumschiffe und Kugeln echte Polystyrolkugeln mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern wegschieben?

Es stellt sich heraus, dass diese Elektronenstrahlen wie unsichtbare Hände sind und elektrische Felder erzeugen können, mit denen sich die Bewegung winziger Objekte steuern lässt . Deshalb können die Spieler in diesem kleinen Schießspiel virtuelle Raumschiffe steuern, Kugeln abfeuern und echte Styroporkugeln durch die Bilder schieben, die sie sehen.

TEIL 02

Zukunftsaussichten

Glücklicherweise müssen sich Spielehersteller keine Sorgen machen, dass dieses Nanospiel ihnen zur Konkurrenz wird, und das ist auch nicht das eigentliche Ziel des Forschungsteams.

Sie hoffen außerdem, eine neue Technologie zur berührungslosen Bewegung winziger Objekte demonstrieren zu können. In Zukunft könnte es auch zum Zusammenbau von Biomolekülen oder Nanomaschinen verwendet werden und dürfte in der Nanotechnologie und Biomedizintechnik Anwendung finden, etwa bei der gezielten Behandlung von Viren und Bakterien in Organismen mit Medikamenten.

Aktuell wurden die Forschungsergebnisse im Japan Journal of Applied Physics veröffentlicht.

Quellen:

[1]https://phys.org/news/2025-02-world-smallest-video-game-nanoscale.html

[2]https://newatlas.com/games/world-smallest-video-game-nanoscale/

Zusammengestellt von: Wen Xing

Planung: Liu Ying, Zhang Chao, Li Peiyuan, Yang Liu

Gutachter: Nie Guangjun, Forscher am National Center for Nanoscience and Technology