Invenția unor roți dințate mai mici decât firul de păr, alimentate de lumină

Oamenii de știință suedezi au creat niște roți dințate minuscule alimentate de lumină laser, atât de mici încât pot încăpea în interiorul unui fir de păr uman.

Micro-angrenajele alimentate de lumină ar putea revoluționa medicina - Foto: Gan Wang

Cercetătorii de la Universitatea din Göteborg (Suedia) au reușit să creeze angrenaje microscopice alimentate cu lumină laser. Această realizare deschide posibilitatea creării celor mai mici motoare de până acum, suficient de mici pentru a încăpea într-un fir de păr și chiar funcționând la scara unei celule umane.

Într-o publicație din Science News , echipa a declarat că a proiectat roți dințate cu un diametru de doar 0,016 mm, mai mici decât diametrul mediu al unui fir de păr uman.

Anterior, miniaturizarea angrenajelor era limitată la o dimensiune de 0,1 mm, deoarece era imposibil să se realizeze acționări mecanice suficient de mici pentru a funcționa. Cu toate acestea, cercetătorii de la Göteborg au depășit această barieră înlocuind acționările tradiționale cu... lumină laser.

Angrenajele sunt fabricate din siliciu, imprimate direct pe microcip folosind tehnologia fotolitografiei, apoi acoperite cu un strat de „metamateriale optice”, nanostructuri care pot capta și controla lumina. Când un laser este luminat pe ele, angrenajele încep să se rotească. Intensitatea luminii determină viteza, în timp ce schimbarea polarizării laserului permite ajustarea direcției de rotație.

Aceasta înseamnă că cercetătorii sunt mai aproape de crearea unor „micro-motoare” care funcționează cu lumină.

„Am construit un sistem de transmisie în care roți dințate alimentate de lumină pot acționa un lanț de roți dințate. De asemenea, acestea pot converti mișcarea de rotație în mișcare de translație, pot crea mișcare periodică sau pot controla microoglinzi pentru a curba lumina”, a declarat dr. Gan Wang, autorul principal al studiului.

Avantajul acestei metode, a spus el, este că este posibilă integrarea directă a unor mașini minuscule pe cip și controlul acestora folosind doar lumina, fără contact fizic. Acest lucru facilitează scalarea către sisteme micromecanice mai complexe.

„Aceasta este o modalitate complet nouă de a gândi mecanica la scară microscopică. Prin înlocuirea articulațiilor voluminoase cu lumină, am depășit bariera dimensiunii”, a subliniat el.

Întrucât angrenajele pot avea dimensiuni de doar 16-20 micrometri, adică dimensiunea multor celule umane, potențialul aplicațiilor medicale devine extrem de vast. Gan Wang își imaginează că aceste motoare de lumină acționează ca niște pompe minuscule în corp, ajutând la reglarea microfluxurilor sau devenind valve microscopice capabile să se deschidă și să se închidă cu precizie.

Pe lângă medicină, această tehnologie poate fi aplicată și în sisteme „laborator pe cip”, controlând lumina, manipulând particule microscopice sau dezvoltând dispozitive optice de nouă generație.

Înapoi la subiect

MINH HAI

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