Mikrosilnik napędzany światłem. Jest cieńszy niż włos
Szwedzcy naukowcy stworzyli silnik tak mały, że zmieściłby się na końcówce włosa — a napędza go… laser. To przełomowy krok w projektowaniu mikromotorów, który może zrewolucjonizować technologie przyszłości, twierdzą badacze.
Koła zębate stworzone przez naukowców
Najważniejsze informacje
- Szwedzcy naukowcy opracowali mikrosilnik zasilany światłem.
- Silnik wykorzystuje optyczne metamateriały do napędu.
- Może znaleźć zastosowanie w medycynie i technologii.
Naukowcy z Uniwersytetu w Göteborgu (Szwecja) dokonali przełomu w dziedzinie mikrotechnologii, tworząc silnik napędzany światłem. Dzięki zastosowaniu laserów i optycznych metamateriałów udało się stworzyć urządzenie o wielkości mierzonej w mikrometrach.
Dotychczasowe próby tworzenia mikrosilników zatrzymywały się na poziomie 0,1 mm. Szwedzka grupa badaczy pokonała tę barierę, wykorzystując światło do napędu. Dzięki temu możliwe stało się stworzenie jeszcze mniejszych układów, które mogą być używane w różnych dziedzinach.
Zbudowaliśmy przekładnię, w której koło napędzane światłem wprawia w ruch cały łańcuch. Koła zębate mogą również zamieniać ruch obrotowy na liniowy, wykonywać ruchy okresowe oraz sterować mikroskopijnymi lustrami w celu odchylania światła. To jest zupełnie nowy sposób myślenia o mechanice w mikroskali. Zastępując masywne sprzęgła światłem, możemy wreszcie pokonać barierę rozmiaru. – mówi pierwszy autor badania, Gan Wang.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Niesamowite odkrycie
Kluczowym elementem nowego silnika są optyczne metamateriały. Te małe, wzorzyste struktury pozwalają na kontrolowanie światła w skali nanometrów. Dzięki nim, koła zębate wykonane z krzemu mogą być wprawiane w ruch za pomocą lasera. Intensywność i polaryzacja światła kontrolują prędkość i kierunek obrotu.
Potencjalne zastosowania
Dzięki najnowszym osiągnięciom w dziedzinie mikrosilników zasilanych światłem zaczynamy wyobrażać sobie mikro- i nanomaszyny zdolne do precyzyjnej kontroli światła, manipulowania niewielkimi cząstkami, a nawet integracji z przyszłymi systemami typu "laboratorium na chipie".
Niezwykle małe koła zębate, o średnicy zaledwie 16– 20 mikrometrów — porównywalnej do rozmiaru niektórych ludzkich komórek — otwierają drzwi do zastosowań, które jeszcze niedawno wydawały się niemożliwe. Takie mikrosilniki mogą znaleźć zastosowanie m.in. w medycynie.
Możemy wykorzystać nowe mikrosilniki jako pompy wewnątrz ludzkiego ciała, na przykład do regulowania różnych przepływów. Przyglądam się też, jak działają jako zawory, które otwierają się i zamykają – mówi Gan Wang.
