اختراع چرخ‌دنده‌هایی کوچک‌تر از مو که با نور کار می‌کنند

دانشمندان سوئدی چرخ‌دنده‌های بسیار کوچکی ساخته‌اند که با نور لیزر کار می‌کنند، آنقدر کوچک که می‌توانند درون موی انسان جای بگیرند.

میکروچرخ‌دنده‌هایی که با نور کار می‌کنند می‌توانند پزشکی را متحول کنند - عکس: گان وانگ

محققان دانشگاه گوتنبرگ (سوئد) با موفقیت چرخ‌دنده‌های میکروسکوپی ساخته‌اند که با نور لیزر کار می‌کنند. این دستاورد، امکان ساخت کوچکترین موتورهای جهان را فراهم می‌کند، موتورهایی که به اندازه‌ای کوچک هستند که درون یک تار مو جا می‌شوند و حتی در مقیاس یک سلول انسانی عمل می‌کنند.

در نشریه‌ای در Science News ، این تیم اعلام کرد که چرخ‌دنده‌هایی طراحی کرده‌اند که قطر آنها فقط 0.016 میلی‌متر است، یعنی کوچکتر از قطر متوسط ​​موی انسان.

پیش از این، کوچک‌سازی چرخ‌دنده‌ها به اندازه ۰.۱ میلی‌متر محدود می‌شد، زیرا ساخت درایوهای مکانیکی به اندازه‌ای کوچک که قابل استفاده باشند، غیرممکن بود. با این حال، محققان گوتنبرگ با جایگزینی درایوهای سنتی با نور لیزر، این مانع را شکستند.

این چرخ‌دنده‌ها از سیلیکون ساخته شده‌اند، با استفاده از فناوری فوتولیتوگرافی مستقیماً روی میکروچیپ چاپ می‌شوند، سپس با لایه‌ای از «متامواد نوری» پوشانده می‌شوند، نانوساختارهایی که می‌توانند نور را جذب و کنترل کنند. وقتی لیزر به آنها تابانده می‌شود، چرخ‌دنده‌ها شروع به چرخش می‌کنند. شدت نور سرعت را تعیین می‌کند، در حالی که تغییر قطبش لیزر امکان تنظیم جهت چرخش را فراهم می‌کند.

این بدان معناست که محققان به ساخت «میکرو موتورهایی» که با نور کار می‌کنند، نزدیک‌تر شده‌اند.

دکتر گان وانگ، نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «ما یک سیستم انتقال قدرت ساخته‌ایم که در آن چرخ‌دنده‌های نوری می‌توانند زنجیره‌ای از چرخ‌دنده‌ها را به حرکت درآورند. آن‌ها همچنین می‌توانند حرکت چرخشی را به حرکت انتقالی تبدیل کنند، حرکت تناوبی ایجاد کنند یا میکروآینه‌ها را برای خم کردن نور کنترل کنند.»

او گفت مزیت این روش این است که می‌توان ماشین‌های کوچک را مستقیماً روی تراشه ادغام کرد و آنها را تنها با استفاده از نور و بدون تماس فیزیکی کنترل کرد. این امر، مقیاس‌پذیری سیستم‌های میکرومکانیکی پیچیده‌تر را آسان می‌کند.

او تأکید کرد: «این یک روش کاملاً جدید برای تفکر در مورد مکانیک در مقیاس میکروسکوپی است. با جایگزینی اتصالات حجیم با نور، ما بر مانع اندازه غلبه کرده‌ایم.»

از آنجایی که این چرخ‌دنده‌ها می‌توانند به کوچکی ۱۶ تا ۲۰ میکرومتر باشند، که اندازه بسیاری از سلول‌های انسان است، پتانسیل کاربردهای پزشکی آنها بسیار گسترده می‌شود. گان وانگ پیش‌بینی می‌کند که این موتورهای سبک مانند پمپ‌های کوچکی در بدن عمل کنند و به تنظیم جریان‌های ریز کمک کنند یا به دریچه‌های میکروسکوپی تبدیل شوند که قادر به باز و بسته شدن دقیق باشند.

علاوه بر پزشکی، این فناوری می‌تواند در سیستم‌های «آزمایشگاه روی تراشه»، کنترل نور، دستکاری ذرات میکروسکوپی یا توسعه دستگاه‌های نوری نسل جدید نیز به کار رود.

بازگشت به موضوع

مین های

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