Сегодня 04 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали наношестерёнки размером с человеческую клетку, которые вращаются от лазера

Исследователи из Гётеборгского университета (Göteborgs universitet) в Швеции представили технологию массового изготовления мельчайших в мире шестерёнок микрометрового размера. Но самое удивительное, что эти шестерни приводятся в движение лазерным светом. Всё это позволяет создавать механические наномасштабные устройства с простым лазерным приводом, что может изменить производство, медицину и многое другое.

 Источник изображений: Göteborgs universitet

Источник изображений: Göteborgs universitet

Шестерёнки есть везде — от часов и автомобилей до роботов и ветряных турбин. Уже более 30 лет исследователи пытаются создать ещё более мелкие шестерёнки, чтобы сконструировать механические платформы для разных приложений. Но прогресс остановился на отметке в 0,1 мм, так как было невозможно или крайне сложно создать электрические двигатели для приведения в движение шестерёнок меньшего размера. Исследователи из Гётеборгского университета преодолели этот барьер, отказавшись от традиционных электрических приводов, и вместо этого воспользовались лазерным лучом для непосредственного приведения механизмов в движение.

В своём исследовании учёные показали, что микроскопические механизмы могут приводиться в действие оптическими метаматериалами — небольшими структурами с определённым рисунком, которые могут улавливать свет и управлять им на наноуровне. С помощью традиционной литографии на микрочипе из кремния они изготовили шестерни с включением оптических метаматериалов, при этом диаметр шестерней составил несколько десятков микрометров. Направляя лазер на метаматериал, исследователи смогли заставить шестерёнки вращаться. Скорость вращения при этом регулировалась интенсивностью лазерного излучения, а направление вращения зубчатого колеса менялось с помощью изменения поляризации света.

«Мы создали зубчатую передачу, в которой шестерня, приводимая в движение светом, приводит в движение всю цепочку. Шестерни также могут преобразовывать вращательное движение в поступательное, выполнять периодические движения и управлять микроскопическими зеркалами для отклонения света», — поясняют изобретатели.

Возможность интегрировать такие устройства непосредственно в чип и управлять ими с помощью света открывает совершенно новые перспективы. Выражение «процессор с трудом скрипел шестернями» может заиграть новыми красками, если подобные наношестерёнки появятся в составе чипов, например, для регулирования потоков водяного охлаждения по микроканалам. Поскольку лазерный луч не требует постоянного контакта с устройством и им легко управлять, платформу можно масштабировать до сложных микросистем.

Учёные мечтают, что можно будет создавать микро- и наномашины, которые могут управлять светом, манипулировать мелкими частицами или быть интегрированными в будущие системы «лабораторий на чипе». Шестерёнка может быть размером всего 16–20 мкм, а ведь есть клетки человеческого организма такого размера. Медицина — это область, которая готова востребовать подобные решения.

«Мы можем использовать новые микромоторы в качестве насосов внутри человеческого тела, например, для регулирования различных потоков или в качестве открывающихся и закрывающихся клапанов».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Портативная консоль AyaNeo Next 2 на AMD Strix Halo выйдет на мировой рынок — цена флагмана составит $5300 3 мин.
Micron начала строительство ещё одного завода по производству памяти в Хиросиме — он заработает в 2028 году 9 мин.
Sony ограничила продажи дисководов для PS5 Digital Edition и PS5 Pro — из-за подскочившего спроса 47 мин.
Из-за складного iPhone цены на складные смартфоны вырастут в среднем почти на 20 % 49 мин.
Производители памяти призвали власти США отказаться от регулирования рынка, чтобы не стало ещё хуже 2 ч.
Alibaba представила ИИ-агента для поиска сверхпроводников — он сразу открыл четыре новых 2 ч.
Ampera напечатала на 3D-принтере малый ториевый реактор для питания дата-центров 3 ч.
DriveNets представила коммутаторы 2600SL и 2601S с 64 портами на 1,6 Тбит/с 3 ч.
Учёные создали в лаборатории модель чёрной дыры и испарили её 4 ч.
Samsung нацелилась стать главным производителем ИИ-чипов — она привлекла Anthropic и Meta 4 ч.