Сегодня 17 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → механизм

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».


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Anthropic представила инструмент Skills, который сделает ИИ полезнее в реальной работе 8 ч.
Умер легендарный гейм-дизайнер Томонобу Итагаки — создатель Dead or Alive и отец современной Ninja Gaiden 10 ч.
OnePlus представила OxygenOS 16 в стиле iOS с расширенными ИИ-функциями и не только 10 ч.
Мультиплеерной игрой Quantic Dream оказалась условно-бесплатная MOBA — первый трейлер, геймплей и подробности Spellcasters Chronicles 11 ч.
Battlefield 6 установила новый рекорд скорости продаж для франшизы — 7 миллионов копий за три дня 12 ч.
Партнёр PayPal по блокчейну случайно выпустил стейблкоины на $300 триллионов 13 ч.
Windows 11 получит голосовое управление, будет следить за происходящим на экране и выполнять поручения пользователя 14 ч.
Приложения Facebook Messenger для Windows и macOS перестанут работать через 60 дней 14 ч.
Разработчик Heavy Rain и Detroit: Become Human впервые взялся за мультиплеерную игру, а Star Wars Eclipse всё ещё жива 14 ч.
Спрос на молодых айтишников в Великобритании рухнул на 46 % из-за ИИ — дальше будет хуже 15 ч.
Обновлённые Apple MacBook Pro получат OLED-дисплеи и чипы M6 уже в следующем году 33 мин.
Nintendo намерена до марта выпустить 25 млн игровых консолей Switch 2 3 ч.
Британцы раздумывали над уничтожением дата-центра с секретными данными, который по недосмотру достался компании, связанной с Китаем 6 ч.
Новая статья: Обзор игрового QD-Mini LED VA-монитора MSI MAG 274QPF X30MV: редкое сочетание 8 ч.
Oppo представила сверхтонкие смарт-часы Watch S с 1,46-дюймовым экраном и автономностью до 10 дней 9 ч.
Водители Uber будут обучать искусственный интеллект в перерывах между заказами 10 ч.
Загадочное свечение центра Млечного Пути может пролить свет на тайну тёмной материи 10 ч.
Qualcomm и MediaTek задумались о передаче заказов на выпуск чипов Samsung — TSMC задрала цены 12 ч.
Xiaomi продолжит оснащать флагманы тыловыми дисплеями после успеха Xiaomi 17 Pro 12 ч.
Анонсированы смартфоны Oppo Find X9 и X9 Pro — камеры Hasselblad, чипы Dimensity 9500, ёмкие батареи и цена от $620 12 ч.