Винахід шестерень менших за волосину, що працюють від світла

Шведські вчені створили крихітні шестерні, що працюють на лазерному світлі, настільки малі, що вони можуть поміститися всередину людської волосини.

Мікропередачі на світловому подачі можуть революціонізувати медицину - Фото: Ган Ван

Дослідники з Гетеборзького університету (Швеція) успішно створили мікроскопічні шестерні, що працюють на лазерному світлі. Це досягнення відкриває можливість створення найменших двигунів, достатньо малих, щоб поміститися всередині волосини, і навіть працювати в масштабі людської клітини.

У публікації в Science News команда повідомила, що вони розробили шестерні діаметром лише 0,016 мм, що менше за середній діаметр людської волосини.

Раніше мініатюризація шестерень була обмежена розміром 0,1 мм, оскільки було неможливо створити механічні приводи достатньо малими для роботи. Однак дослідники з Гетеборга подолали цей бар'єр, замінивши традиційні приводи… лазерним світлом.

Шестерні виготовлені з кремнію, надруковані безпосередньо на мікрочіпі за допомогою технології фотолітографії, а потім покриті шаром «оптичних метаматеріалів» – наноструктур, які можуть захоплювати та контролювати світло. Коли на них спрямований лазер, шестерні починають обертатися. Інтенсивність світла визначає швидкість, а зміна поляризації лазера дозволяє регулювати напрямок обертання.

Це означає, що дослідники наближаються до створення «мікродвигунів», що працюють на світлі.

«Ми створили систему передачі, в якій шестерні, що працюють від світла, можуть приводити в рух ланцюг шестерень. Вони також можуть перетворювати обертальний рух у поступальний, створювати періодичний рух або керувати мікродзеркалами для заломлення світла», — сказав доктор Ган Ван, провідний автор дослідження.

Перевага цього методу, за його словами, полягає в тому, що можна безпосередньо інтегрувати крихітні машини в чіп та керувати ними за допомогою лише світла, без фізичного контакту. Це спрощує масштабування до складніших мікромеханічних систем.

«Це абсолютно новий спосіб мислення про механіку в мікроскопічному масштабі. Замінивши громіздкі з'єднання світлом, ми подолали бар'єр розміру», – наголосив він.

Оскільки розмір шестерень може становити всього 16-20 мікрометрів, що дорівнює розміру багатьох людських клітин, потенціал для медичного застосування стає надзвичайно відкритим. Ган Ван уявляє, що ці світлові двигуни діятимуть як крихітні насоси в організмі, допомагаючи регулювати мікропотоки або перетворюючись на мікроскопічні клапани, здатні точно відкриватися та закриватися.

Окрім медицини, цю технологію також можна застосовувати в системах «лабораторія на чіпі», керуючи світлом, маніпулюючи мікроскопічними частинками або розробляючи оптичні пристрої нового покоління.

Повернутися до теми

МІНЬ ХАЙ

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