การประดิษฐ์เฟืองที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผม ขับเคลื่อนด้วยแสง

นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนได้สร้างเฟืองขนาดเล็กที่ใช้พลังงานจากแสงเลเซอร์ ซึ่งมีขนาดเล็กมากจนสามารถใส่เข้าไปในเส้นผมของมนุษย์ได้

ไมโครเกียร์ที่ใช้พลังงานแสงอาจปฏิวัติวงการแพทย์ได้ - ภาพ: Gan Wang

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโกเธนเบิร์ก (สวีเดน) ประสบความสำเร็จในการสร้างเฟืองขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยแสงเลเซอร์ ความสำเร็จนี้เปิดโอกาสให้สามารถสร้างมอเตอร์ขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยมีมา มีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในเส้นผมได้ และสามารถทำงานได้ในระดับเซลล์มนุษย์

ในการตีพิมพ์ในวารสาร Science News ทีมวิจัยกล่าวว่าพวกเขาได้ออกแบบเฟืองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.016 มม. ซึ่งเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเส้นผมของมนุษย์

ก่อนหน้านี้ การย่อขนาดเฟืองถูกจำกัดไว้ที่ขนาด 0.1 มม. เนื่องจากไม่สามารถทำให้ระบบขับเคลื่อนเชิงกลมีขนาดเล็กพอที่จะทำงานได้ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยจากโกเธนเบิร์กได้ทำลายกำแพงนี้ด้วยการแทนที่ระบบขับเคลื่อนแบบดั้งเดิมด้วย...แสงเลเซอร์

เฟืองทำจากซิลิคอน พิมพ์ลงบนไมโครชิปโดยตรงด้วยเทคโนโลยีโฟโตลิโทกราฟี จากนั้นเคลือบด้วยชั้น "ออปติคัล เมตาแมทีเรียล" ซึ่งเป็นโครงสร้างนาโนที่สามารถจับและควบคุมแสงได้ เมื่อเลเซอร์ส่องไปที่เฟือง เฟืองจะเริ่มหมุน ความเข้มของแสงจะเป็นตัวกำหนดความเร็ว ในขณะที่การเปลี่ยนโพลาไรเซชันของเลเซอร์จะช่วยให้สามารถปรับทิศทางการหมุนได้

ซึ่งหมายความว่านักวิจัยกำลังเข้าใกล้การสร้าง "เครื่องยนต์ขนาดเล็ก" ที่ทำงานด้วยแสงมากขึ้น

“เราได้สร้างระบบส่งกำลังที่เฟืองขับเคลื่อนด้วยแสงสามารถขับเคลื่อนโซ่ของเฟืองได้ นอกจากนี้ยังสามารถแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเลื่อนตำแหน่ง สร้างการเคลื่อนที่เป็นคาบ หรือควบคุมไมโครมิเรอร์เพื่อหักเหแสงได้อีกด้วย” ดร. กาน หว่อง หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว

เขากล่าวว่าข้อดีของวิธีนี้คือสามารถรวมเครื่องจักรขนาดเล็กเข้ากับชิปได้โดยตรง และควบคุมโดยใช้เพียงแสง โดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ ทำให้สามารถขยายขนาดไปสู่ระบบไมโครแมคคานิคส์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้อย่างง่ายดาย

“นี่เป็นแนวคิดใหม่โดยสิ้นเชิงเกี่ยวกับกลศาสตร์ในระดับจุลภาค ด้วยการแทนที่ข้อต่อขนาดใหญ่ด้วยแสง เราได้ก้าวข้ามอุปสรรคด้านขนาด” เขากล่าวเน้นย้ำ

เนื่องจากเฟืองอาจมีขนาดเล็กถึง 16-20 ไมโครเมตร ซึ่งเท่ากับขนาดของเซลล์มนุษย์จำนวนมาก ศักยภาพในการนำไปใช้ทางการแพทย์จึงเปิดกว้างอย่างมาก กาน หวัง จินตนาการถึงเครื่องยนต์เบาเหล่านี้ที่ทำหน้าที่เป็นปั๊มขนาดเล็กในร่างกาย ช่วยควบคุมการไหลในระดับไมโคร หรือกลายเป็นวาล์วขนาดเล็กที่สามารถเปิดและปิดได้อย่างแม่นยำ

นอกเหนือจากทางการแพทย์แล้ว เทคโนโลยีนี้ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับระบบ "แล็บบนชิป" ได้อีกด้วย เช่น การควบคุมแสง จัดการอนุภาคขนาดเล็ก หรือพัฒนาอุปกรณ์ออปติกรุ่นใหม่

กลับสู่หัวข้อ

มินห์ ไฮ

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