光で動くマイクロギアが医療に革命を起こす可能性 - 写真：ガン・ワン
ヨーテボリ大学（スウェーデン）の研究者たちは、レーザー光で駆動する微小な歯車の開発に成功しました。この成果により、髪の毛1本の中に収まるほど小さく、さらにはヒト細胞レベルでも動作する、史上最小のモーターの開発が期待されます。
研究チームは『サイエンスニュース』誌の発表の中で、直径わずか0.016mmの歯車を設計したと述べている。これは人間の髪の毛の平均的な直径よりも小さい。
これまで、ギアの小型化は0.1mm程度に制限されていました。機械式駆動装置を動作可能なほど小型化することが不可能だったためです。しかし、ヨーテボリの研究者たちは、従来の駆動装置をレーザー光に置き換えることで、この障壁を打ち破りました。
歯車はシリコン製で、フォトリソグラフィー技術を用いてマイクロチップに直接印刷され、「光メタマテリアル」と呼ばれるナノ構造でコーティングされています。このナノ構造は光を捉え、制御することができます。レーザー光を照射すると、歯車が回転し始めます。光の強度によって速度が決まり、レーザーの偏光を変えることで回転方向を調整できます。
これは、研究者たちが光で動く「マイクロエンジン」の開発に近づいていることを意味します。
「光で駆動する歯車が歯車の連鎖を駆動できる伝動システムを構築しました。このシステムは、回転運動を並進運動に変換したり、周期運動を作り出したり、マイクロミラーを制御して光を曲げたりすることも可能です」と、本研究の筆頭著者であるガン・ワン博士は述べています。
この方法の利点は、微小な機械をチップ上に直接組み込み、物理的な接触なしに光のみで制御できることだと彼は述べた。これにより、より複雑なマイクロメカニクスシステムへのスケールアップが容易になる。
「これは、ミクロスケールにおける力学に関する全く新しい考え方です。かさばる関節を光に置き換えることで、サイズの壁を乗り越えました」と彼は強調した。
ギアは16～20マイクロメートルと極めて小さく、これは人間の細胞数個分の大きさに相当するため、医療用途への可能性は極めて広く開かれています。ガン・ワン氏は、これらの光エンジンが体内で微小なポンプとして機能し、微小な血流を調節したり、精密に開閉できる微小なバルブになったりすることを構想しています。
この技術は医療以外にも、「ラボオンチップ」システム、光の制御、微粒子の操作、新世代の光学デバイスの開発にも応用できます。
出典: https://tuoitre.vn/phat-minh-banh-rang-nho-hon-soi-toc-chay-bang-anh-sang-20250921235938555.htm
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