Ученые создают микромоторы размером меньше человеческого волоса: зачем они нужны

Ученые создали микроскопические шестеренки, которые приводятся в движение светом. Эта разработка станет основой для самых маленьких в истории моторов-на-чипе.

Шестеренки окружают нас повсюду — от часов и автомобилей до роботов и ветряных турбин. Более 30 лет ученые пытались создавать все более миниатюрные шестеренки для конструирования микродвигателей. Однако прогресс застопорился на отметке 0,1 миллиметра, поскольку сделать приводные механизмы меньшего размера оказалось просто невозможно.

Специалисты из Гетеборга преодолели этот барьер, отказавшись от традиционных механических приводов и используя вместо них лазерный свет, который непосредственно приводит шестеренки в движение.

В своем новом исследовании ученые показали, что микроскопические машины могут приводиться в действие оптическими метаматериалами — небольшими структурированными материалами, которые способны захватывать и контролировать свет на наноуровне. Шестеренки с оптическим метаматериалом изготавливаются из кремния при помощи традиционной литографии, непосредственно на микрочипе. Диаметр такой шестеренки составляет всего несколько десятков микрометров.

Направляя лазер на метаматериал, ученые заставляют такую шестеренку вращаться. Интенсивность лазерного света контролирует скорость вращения, а изменение его поляризации позволяет менять направление вращения шестеренки.