Εφεύρεση γραναζιών μικρότερων από μια τρίχα, που τροφοδοτούνται από το φως

Σουηδοί επιστήμονες δημιούργησαν μικροσκοπικά γρανάζια που τροφοδοτούνται από φως λέιζερ, τόσο μικρά που χωράνε μέσα σε μια ανθρώπινη τρίχα.

Μικρο-γρανάζια που λειτουργούν με φως θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στην ιατρική - Φωτογραφία: Gan Wang

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ (Σουηδία) δημιούργησαν με επιτυχία μικροσκοπικά γρανάζια που τροφοδοτούνται από φως λέιζερ. Αυτό το επίτευγμα ανοίγει τη δυνατότητα δημιουργίας των πιο μικροσκοπικών κινητήρων που έχουν δημιουργηθεί ποτέ, αρκετά μικροί ώστε να χωρούν μέσα σε μια τούφα μαλλιών και να λειτουργούν ακόμη και στην κλίμακα ενός ανθρώπινου κυττάρου.

Σε μια δημοσίευση στο Science News , η ομάδα ανέφερε ότι σχεδίασε γρανάζια με διάμετρο μόλις 0,016 mm, μικρότερα από τη μέση διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας.

Προηγουμένως, η σμίκρυνση των γραναζιών περιοριζόταν σε μέγεθος 0,1 mm, επειδή ήταν αδύνατο να κατασκευαστούν μηχανικές μονάδες κίνησης αρκετά μικρές ώστε να λειτουργούν. Ωστόσο, οι ερευνητές του Γκέτεμποργκ έχουν σπάσει αυτό το φράγμα αντικαθιστώντας τις παραδοσιακές μονάδες κίνησης με... φως λέιζερ.

Τα γρανάζια είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο, τυπωμένα απευθείας στο μικροτσίπ χρησιμοποιώντας τεχνολογία φωτολιθογραφίας και στη συνέχεια επικαλυμμένα με ένα στρώμα «οπτικών μεταϋλικών», νανοδομών που μπορούν να συλλαμβάνουν και να ελέγχουν το φως. Όταν ένα λέιζερ πέφτει πάνω τους, τα γρανάζια αρχίζουν να περιστρέφονται. Η ένταση του φωτός καθορίζει την ταχύτητα, ενώ η αλλαγή της πόλωσης του λέιζερ επιτρέπει την προσαρμογή της κατεύθυνσης περιστροφής.

Αυτό σημαίνει ότι οι ερευνητές πλησιάζουν περισσότερο στη δημιουργία «μικροκινητήρων» που λειτουργούν με φως.

«Έχουμε κατασκευάσει ένα σύστημα μετάδοσης στο οποίο γρανάζια που τροφοδοτούνται από φως μπορούν να κινούν μια αλυσίδα γραναζιών. Μπορούν επίσης να μετατρέψουν την περιστροφική κίνηση σε μεταφορική κίνηση, να δημιουργήσουν περιοδική κίνηση ή να ελέγξουν μικροκαθρέφτες για να κάμπτουν το φως», δήλωσε ο Δρ. Gan Wang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου, είπε, είναι ότι είναι δυνατή η άμεση ενσωμάτωση μικροσκοπικών μηχανών στο τσιπ και ο έλεγχός τους χρησιμοποιώντας μόνο φως, χωρίς φυσική επαφή. Αυτό καθιστά εύκολη την κλιμάκωση σε πιο σύνθετα μικρομηχανικά συστήματα.

«Πρόκειται για έναν εντελώς νέο τρόπο σκέψης σχετικά με τη μηχανική σε μικροσκοπική κλίμακα. Αντικαθιστώντας τις ογκώδεις αρθρώσεις με φως, έχουμε ξεπεράσει το φράγμα του μεγέθους», τόνισε.

Καθώς τα γρανάζια μπορούν να έχουν μέγεθος μόλις 16-20 μικρόμετρα, το οποίο είναι το μέγεθος πολλών ανθρώπινων κυττάρων, οι δυνατότητες για ιατρικές εφαρμογές γίνονται εξαιρετικά ανοιχτές. Ο Gan Wang οραματίζεται αυτές τις ελαφριές μηχανές να λειτουργούν ως μικροσκοπικές αντλίες στο σώμα, βοηθώντας στη ρύθμιση των μικροροών ή να γίνονται μικροσκοπικές βαλβίδες ικανές να ανοίγουν και να κλείνουν με ακρίβεια.

Εκτός από την ιατρική, αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε συστήματα «lab-on-a-chip», ελέγχοντας το φως, χειριζόμενοι μικροσκοπικά σωματίδια ή αναπτύσσοντας οπτικές συσκευές νέας γενιάς.

Επιστροφή στο θέμα

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

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