머리카락보다 작은 빛으로 구동되는 기어 발명

스웨덴의 과학자들은 레이저 빛으로 구동되는 작은 기어를 만들었는데, 너무 작아서 사람의 머리카락 안에 들어갈 정도입니다.

빛으로 구동되는 마이크로 기어가 의학에 혁명을 일으킬 수 있다 - 사진: 간 왕

스웨덴 예테보리 대학교 연구진이 레이저 광으로 구동되는 미세 기어를 성공적으로 개발했습니다. 이 성과는 머리카락 한 올 안에 들어갈 만큼 작고 심지어 인간 세포 크기까지 작동하는, 역사상 가장 작은 모터를 개발할 가능성을 열어줍니다.

연구팀은 Science News 에 발표한 논문에서 지름이 0.016mm에 불과한 기어를 설계했다고 밝혔는데, 이는 인간 머리카락의 평균 지름보다 작은 수치입니다.

이전에는 기계식 구동 장치를 작동할 만큼 작게 만드는 것이 불가능했기 때문에 기어 소형화는 0.1mm로 제한되었습니다. 그러나 예테보리 연구진은 기존 구동 장치를 레이저 광으로 대체함으로써 이러한 한계를 극복했습니다.

기어는 실리콘으로 제작되어 포토리소그래피 기술을 사용하여 마이크로칩에 직접 인쇄된 후, 빛을 포착하고 제어할 수 있는 나노 구조인 "광학 메타물질" 층으로 코팅됩니다. 레이저를 비추면 기어가 회전하기 시작합니다. 빛의 세기는 속도를 결정하고, 레이저의 편광을 변화시키면 회전 방향을 조절할 수 있습니다.

이는 연구자들이 빛으로 작동하는 "마이크로 엔진"을 만드는 데 한 걸음 더 다가갔다는 것을 의미합니다.

"우리는 빛으로 구동되는 기어가 기어 체인을 구동할 수 있는 전달 시스템을 구축했습니다. 또한 이 시스템은 회전 운동을 병진 운동으로 변환하고, 주기적인 운동을 생성하며, 마이크로미러를 제어하여 빛을 굴절시킬 수도 있습니다."라고 이 연구의 주저자인 간 왕 박사는 말했습니다.

이 방법의 장점은 작은 기계들을 칩에 직접 통합하고 물리적 접촉 없이 빛만으로 제어할 수 있다는 점이라고 그는 말했다. 덕분에 더 복잡한 미세기계 시스템으로 확장하는 것이 용이해진다.

"이것은 미시적 규모의 역학에 대한 완전히 새로운 사고방식입니다. 부피가 큰 관절을 가벼운 관절로 대체함으로써 우리는 크기 장벽을 극복했습니다."라고 그는 강조했습니다.

기어는 인간 세포 수와 같은 크기인 16~20마이크로미터 정도로 작을 수 있기 때문에 의료 분야에서의 응용 가능성이 매우 넓어집니다. 간 왕은 이러한 광 엔진이 체내에서 미세한 펌프 역할을 하여 미세한 흐름을 조절하거나, 정밀하게 열고 닫을 수 있는 미세 밸브 역할을 하는 것을 구상합니다.

이 기술은 의학 분야 외에도 "칩상 실험실" 시스템에 적용되어 빛을 제어하고, 미세 입자를 조작하거나 차세대 광학 장치를 개발하는 데 사용될 수 있습니다.

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민하이

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