Исследователи из Гётеборгского университета создали микроскопические шестерни, приводимые в движение светом. Это открывает путь к созданию самых маленьких в истории микромоторов, которые могут поместиться внутри человеческого волоса.
До сих пор никто не сумел построить приводные механизмы, необходимые для вращения шестернёй меньше чем 0,1 мм. Теперь исследователи из Гётеборгского университета преодолели этот барьер, отказавшись от традиционных механических приводных механизмов и вместо этого используя лазерный свет для непосредственного приведения шестерён в движение.
В своём новом исследовании учёные показывают, что микроскопические машины могут приводиться в движение оптическими метаматериалами — небольшими структурами с узором, которые могут улавливать и контролировать свет в наномасштабе. С помощью традиционной литографии шестерни с оптическим метаматериалом изготавливаются из кремния непосредственно на микрочипе, причём диаметр шестерни составляет несколько десятков микрометров. Направив лазерный луч на метаматериал, исследователи могут заставить шестерню вращаться. Интенсивность лазерного света контролирует скорость, а также можно изменить направление вращения шестерни, изменив поляризацию света.
Таким образом, исследователи близки к созданию микромоторов.
«Мы создали зубчатую передачу, в которой приводится в движение вся цепь с помощью зубчатого колеса, приводимого в движение светом. Зубчатые колёса также могут преобразовывать вращение в линейное движение, выполнять периодические движения и управлять микроскопическими зеркалами для отклонения света», — говорит первый автор исследования, Ган Ван, исследователь в области физики мягких веществ в Университете Гётеборга.
Возможность интегрировать такие механизмы непосредственно в чип и приводить их в движение с помощью света открывает совершенно новые возможности. Поскольку лазерный свет не требует постоянного контакта с механизмом и легко контролируется, микромотор можно масштабировать до сложных микросистем.
Источник: habr.com