Сегодня 18 ноября 2025
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 🔥
Спасение галактики, истребление пауков и многое другое: Microsoft раскрыла, какие игры пополнят Game Pass в конце ноября и начале декабря 2 ч.
Спустя 7 лет после запуска и через 18 лет после Steam в Epic Games Store появилась возможность дарить игры друзьям 2 ч.
Генпрокуратура признала нежелательной деятельность разработчиков S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl на территории России 4 ч.
Alibaba выпустила ИИ-бота Qwen — будущего конкурента ChatGPT 4 ч.
Евросоюз рассматривает необходимость ограничения возможностей американских облачных гигантов 5 ч.
Roblox скоро начнёт разделять пользователей по возрасту — грядёт обязательная верификация 5 ч.
ИИ-агент в Windows 11 сможет загружать вирусы, предупредила Microsoft 5 ч.
ИИ сохранит ценность, даже если пузырь лопнет — но достанется всем, считает глава Google 8 ч.
Не для гуманитариев: Nvidia представила открытые ИИ-модели для цифровизации физики, механики, электроники и метеорологии 8 ч.
Ant Group представила ИИ-ассистента для разработки мини-приложений за полминуты 9 ч.
Роботакси Zoox без руля и педалей начнут перевозить обычных пассажиров в Сан-Франциско 2 ч.
Американский стартап стал ближе к запуску «бюджетных» термоядерных реакторов, заинтересовавших даже Билла Гейтса 2 ч.
Представлен стандарт связи Zigbee 4.0 для умного дома — расширенное покрытие, пакетная настройка и работа без концентратора 2 ч.
В России представили титановую клавиатуру для геймеров за 500 000 рублей 3 ч.
Илон Маск хочет на порядок больше ИИ-чипов, чем выпускает вся полупроводниковая индустрия мира 3 ч.
Apple N1 сравнили с сетевыми чипами Android-флагманов: чуть медленнее, но намного стабильнее 4 ч.
InWin выпустила корпус Dlite с премиальным дизайном и четвёркой ARGB-вентиляторов в комплекте 4 ч.
Oracle подешевела на $374 млрд после заключения сделки с OpenAI на $300 млрд 4 ч.
Бывший гендир Intel Пэт Гелсингер рассказал, как его инициалы появились на каждом процессоре i386 4 ч.
d-Matrix привлекла ещё $275 млн и объявила о разработке первого ИИ-ускорителя с 3D-памятью Raptor 5 ч.