Oppfinnelsen av gir mindre enn et hårstrå, drevet av lys

Svenske forskere har laget bittesmå tannhjul drevet av laserlys, så små at de kan få plass i et menneskehårstrå.

Lysdrevne mikrogir kan revolusjonere medisinen - Foto: Gan Wang

Forskere ved Göteborgs universitet (Sverige) har klart å lage mikroskopiske gir drevet av laserlys. Denne bragden åpner for muligheten til å lage de minste motorene noensinne, små nok til å passe inn i et hårstrå og til og med operere på størrelse med en menneskecelle.

I en publikasjon i Science News sa teamet at de designet tannhjul som bare er 0,016 mm i diameter, mindre enn den gjennomsnittlige diameteren på et menneskehår.

Tidligere var miniatyrisering av gir begrenset til 0,1 mm i størrelse fordi det var umulig å lage mekaniske drivenheter små nok til å fungere. Gøteborg-forskere har imidlertid brutt denne barrieren ved å erstatte tradisjonelle drivenheter med … laserlys.

Tannhjulene er laget av silisium, trykt direkte på mikrobrikken ved hjelp av fotolitografiteknologi, og deretter belagt med et lag med "optiske metamaterialer", nanostrukturer som kan fange og kontrollere lys. Når en laser lyser på dem, begynner tannhjulene å rotere. Lysintensiteten bestemmer hastigheten, mens endring av laserens polarisering gjør det mulig å justere rotasjonsretningen.

Dette betyr at forskere kommer nærmere å lage «mikromotorer» som kjører på lys.

«Vi har bygget et transmisjonssystem der lysdrevne tannhjul kan drive en kjede av tannhjul. De kan også konvertere rotasjonsbevegelse til translasjonsbevegelse, skape periodisk bevegelse eller kontrollere mikrospeil for å bøye lys», sa Dr. Gan Wang, hovedforfatter av studien.

Fordelen med denne metoden, sa han, er at det er mulig å integrere bittesmå maskiner direkte på brikken og kontrollere dem kun ved hjelp av lys, uten fysisk kontakt. Det gjør det enkelt å skalere opp til mer komplekse mikromekaniske systemer.

«Dette er en helt ny måte å tenke mekanikk på i mikroskopisk skala. Ved å erstatte store ledd med lette, har vi overvunnet størrelsesbarrieren», understreket han.

Siden girene kan være så små som 16–20 mikrometer, som er størrelsen på mange menneskeceller, blir potensialet for medisinske anvendelser ekstremt vidåpent. Gan Wang ser for seg at disse lysmotorene fungerer som små pumper i kroppen, som bidrar til å regulere mikrostrømmer, eller blir mikroskopiske ventiler som er i stand til å åpne og lukke presist.

I tillegg til medisin kan denne teknologien også brukes i «lab-on-a-chip»-systemer, for å kontrollere lys, manipulere mikroskopiske partikler eller utvikle optiske enheter av en ny generasjon.

Tilbake til emnet

MINH HAI

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