Vynález ozubených kol menších než vlas, poháněných světlem

Švédští vědci vytvořili drobná ozubená kola poháněná laserovým světlem, tak malá, že se vejdou do lidského vlasu.

Mikrozařízení poháněná světlem by mohla způsobit revoluci v medicíně - Foto: Gan Wang

Výzkumníkům z Univerzity v Göteborgu (Švédsko) se podařilo vytvořit mikroskopická ozubená kola poháněná laserovým světlem. Tento úspěch otevírá možnost vytvoření nejmenších motorů vůbec, dostatečně malých, aby se vešly do vlasu, a dokonce fungujících v měřítku lidské buňky.

V publikaci v časopise Science News tým uvedl, že navrhl ozubená kola o průměru pouhých 0,016 mm, což je menší než průměrný průměr lidského vlasu.

Dříve byla miniaturizace ozubených kol omezena na velikost 0,1 mm, protože nebylo možné vyrobit mechanické pohony dostatečně malé pro provoz. Výzkumníci z Göteborgu však tuto bariéru prolomili nahrazením tradičních pohonů… laserovým světlem.

Ozubená kola jsou vyrobena z křemíku, natištěna přímo na mikročip pomocí technologie fotolitografie a poté potažena vrstvou „optických metamateriálů“, nanostruktur, které dokáží zachytit a řídit světlo. Když na ně posvítí laser, ozubená kola se začnou otáčet. Intenzita světla určuje rychlost, zatímco změna polarizace laseru umožňuje nastavit směr otáčení.

To znamená, že se vědci blíží k vytvoření „mikromotorů“, které běží na světle.

„Vytvořili jsme převodový systém, ve kterém mohou světlem poháněná ozubená kola pohánět řetěz ozubených kol. Mohou také převádět rotační pohyb na translační pohyb, vytvářet periodický pohyb nebo ovládat mikrozrcadla pro ohýbání světla,“ řekl Dr. Gan Wang, hlavní autor studie.

Výhodou této metody je podle něj to, že je možné přímo integrovat drobné stroje do čipu a ovládat je pouze pomocí světla, bez fyzického kontaktu. To usnadňuje škálování na složitější mikromechanické systémy.

„Toto je zcela nový způsob uvažování o mechanice v mikroskopickém měřítku. Nahrazením objemných kloubů světlem jsme překonali bariéru velikosti,“ zdůraznil.

Vzhledem k tomu, že ozubená kola mohou mít velikost pouhých 16–20 mikrometrů, což je velikost mnoha lidských buněk, potenciál pro lékařské aplikace se otevírá extrémně široký. Gan Wang si představuje, že tyto světelné motory budou fungovat jako drobná čerpadla v těle, která pomáhají regulovat mikrotoky nebo se stanou mikroskopickými ventily schopnými přesného otevírání a zavírání.

Kromě medicíny lze tuto technologii uplatnit také v systémech „lab-on-a-chip“, kde se řídí světlo, manipuluje s mikroskopickými částicemi nebo se vyvíjejí optická zařízení nové generace.

Zpět k tématu

MINH HAI

Zdroj: https://tuoitre.vn/phat-minh-banh-rang-nho-hon-soi-toc-chay-bang-anh-sang-20250921235938555.htm