通過改變兩個物體的間隙大小，物理學家已經可以靈活調整卡西米爾力為排斥力或吸引力，用來創造一個無需外部能量驅動的最低勢能平衡系統，這項技術將運用於納米機械系統的製造和保障運行。
那麼究竟什麼是「卡西米爾效應」呢？這得從量子場論開始講起了。
量子場論
如今的物理界將引力、電磁力等作用都用「場」的概念來描述，而在牛頓時代卻不是這樣。牛頓的引力是超距作用的，他認為引力的變化會瞬間傳遞給任何距離的物體。如果太陽突然爆炸了，引力的變化就會在爆炸瞬間傳遞給地球，地球的軌道也將立刻做出改變。
愛因斯坦的狹義相對論則告訴我們，信息的傳播速度不可以超過光速，引力或任何其他作用也是如此。他在廣義相對論中又對引力場做了準確描述，引力作用的傳播本質上是「空間扭曲」的傳播，也即「引力波」。引力波的傳播速度與光速相同，所以如果太陽爆炸，要等到8分20秒後（光從太陽傳播到地球花費的時間）我們才會看到太陽爆炸的場景，引力變化對地球的影響也才剛剛開始。
經典場論一般將場描述為空間或時間中每一點所賦予的物理量，這個定義基於連續的時間和空間，但量子理論顯然不這麼認為，時間和空間應該也是量子化的。經典場經過量子化後產生新的理論——量子場論，它陳述了各式各樣的基本場（如電磁場）在空間中每個點處處被量子化的現象。
「正則」的說法，空間中每點的場其實是一個諧振子，量子化則意味著每點有一個量子諧振子。場的激發則對應到粒子物理學中的基本粒子，因而空間中的每一點都具有一顆粒子所應該擁有的屬性，如：自旋、極化、能量等等。
真空漲落
這樣的理論圖像會使真空也具有極其複雜的結構。從德國物理學家沃納·海森堡的「不確定原理」可以推導出真空中存在「量子漲落」。看似空無一物的真空中，其實在不斷生成無數「粒子-反粒子」的虛粒子對，粒子對借取能量而生成，又在短時間內湮滅歸還了能量。由於持續的時間非常之短，粒子也「有借有還」，所以我們看到的宏觀世界仍然是「能量守恆」的。
1973年由美國教師愛德華·特萊恩在《自然》期刊上發表的文章，指出「宇宙源自真空中的量子漲落」，本來宇宙是一片虛無，是量子漲落「借」來的能量產生了宇宙中的物質。德國物理學家帕斯誇爾·約爾旦也認為宇宙中恆星的質量對應著正能量，其引力勢則對應負能量（這裡負能量是因為引力勢能使引力場中其他物體所具有的能量，相當於恆星把能量貢獻出去了，所以算起來是「負」的），二者剛好大小相等、相消為零。提出過「宇宙暴漲理論」的美國物理學家阿蘭·古斯，後來以比較令人信服的論據完善了特萊恩的推論。
卡西米爾效應
由此，我們知道了量子場論中的真空不再那麼「空」了。真空其實也有能量，簡諧振子的量子化過程，指出真空還存在有一個最低的能量值，稱作零點能，這個最低能量是通過將空間中的所有的駐波能量加和計算得到的，因此此值並不為零。
這時如果你放入兩塊金屬板（或兩塊介電材料板），就會擾動真空中原有的駐波，形成新的能量分布。如果你將金屬板挨得非常近（縫隙小到納米級別），則金屬板外側的駐波集合將大於縫隙中的駐波集合，也即金屬板內外產生能量差，導致真空漲落對板產生向內的壓力，表現為兩塊金屬板相互吸引，這就是卡西米爾效應。在納米領域，卡西米爾也會導致常見的納米顆粒團聚現象。
說完理論，談點實驗
20世紀50年代，就有科學家預測，如果將卡西米爾實驗中的真空替換為流體環境，並將兩塊板之一換成比流體折射率低的材料，就能使兩塊板互相排斥，製造出排斥的卡西米爾力。
單純的排斥力並不比單純的吸引力更有用，不過要是能創造出可調的卡西米爾力，既可排斥也可吸引，那我們也許無需能量就能頂起一顆微粒。
2010年在美國麻省理工學院，亞歷杭德羅·羅德裡格斯教授與其同事提出了一款實現「卡西米爾平衡」的方案。首先需要一款流體，還要含有塗層的一款材料，並且從多種材料和拓撲結構方案中找到合適的組合，就能使流體中的卡西米爾力達到平衡。
而今年的一項新研究已經通過該方案第一次實現了「卡西米爾平衡」的展示，該研究由加州大學伯克利分校的華裔材料學家張翔主導，該成果發表於7月份的《科學》期刊上。張翔團隊將金片和金箔放入乙醇中，其中的金片塗覆了一定厚度的聚四氟乙烯（也叫特氟龍，常用的不粘鍋塗層材料），位於底部，而在之上的是一張納米級厚度的金箔。金箔可以懸浮在金片之上，而經典理論不能解釋這個現象。
實驗原理解釋
由於聚四氟乙烯的折射率低於乙醇，金箔與聚四氟乙烯之間會產生排斥的卡西米爾力，而金箔與金箔間會產生吸引的卡西米爾力。
當金箔非常靠近塗有聚四氟乙烯的金片時，金箔距離塗層比距離底部的金片近得多，此時斥力相對更強，金箔被推開。而隨著金箔的遠離，塗層產生的斥力與底部金片產生的引力變得相當，直到進一步引力佔據主導，反而使金箔減速甚至朝底部運動。
總之，金箔將在斥力與引力的來回爭奪中，在乙醇溶液中往返震蕩並不斷衰減能量，最終金箔將停在斥力與引力剛好相等的位置。此平衡狀態下的金箔高度，會隨聚四氟乙烯塗層的厚度增加而增加。
應用到硬碟的磁頭技術中
張翔認為這種「卡西米爾平衡」的方案存在多種技術應用，「如果計算機硬碟中的磁頭以幾米每秒的速度移動在碟片的原子級平面上方，那麼卡西米爾力會將它們吸在一起從而導致硬碟崩潰，」他說。「導致計算機硬碟崩潰的元兇之一就是靜摩擦力，另外在矽谷還有很多納米機械裝置失敗的例子，如果有辦法做到無摩擦軸承，那將非常令人期待。」
卡西米爾力原本只能產生引力，就仿佛這個世界上只有正電荷沒有負電荷一樣，必然是單調乏味的。直到有人發現了排斥性的卡西米爾力，就能如同正、負電荷共同構成原子一樣發揮奇效。把本質如此複雜的卡西米爾力，用來創造一個簡單的平衡系統，甚至裝到硬碟裡，物理真是大道至簡、非常有趣。