과학자들은 사람의 머리카락보다 작은 마이크로 모터를 만듭니다

기어는 시계와 자동차에서 로봇 및 풍력 터빈에 이르기까지 어디에나 있습니다. 30 년 이상, 연구원들은 마이크로 엔진을 건설하기 위해 더 작은 기어를 만들려고 노력해 왔습니다. 그러나 진전은 0.1 밀리미터로 정체되었으며, 더 작은 이동에 필요한 드라이브 트레인을 건설 할 수 없었기 때문에 진행되었습니다.

고겐 부르크 대학교 (Gothenburg University)의 연구원들은 이제 전통적인 기계식 드라이브 트레인을 버리고 레이저 라이트를 사용하여 기어를 직접 움직임 으로써이 장벽을 깨뜨 렸습니다.

조명으로 구동되는 기어

새로운 연구에서 연구원들은 미세한 기계가 나노 스케일의 빛을 포착하고 제어 할 수있는 작은 패턴 구조 인 광학 메타 물질에 의해 구동 될 수 있음을 보여줍니다. 전통적인 리소그래피를 사용하여 광학 메타 물질이있는 기어는 마이크로 칩에 직접 실리콘으로 제조되며 기어는 직경의 직경이 수십 마이크로 미터입니다. 메타 물질에 레이저를 비추면서 연구원들은 기어 휠을 스핀으로 만들 수 있습니다. 레이저 조명의 강도는 속도를 제어하며 빛의 편광을 변경하여 기어 휠의 방향을 변경할 수도 있습니다.

따라서 연구원들은 마이크로 모터를 만드는 데 가깝습니다.

새로운 사고 방식

“우리는 조명 구동 기어가 전체 체인을 움직이는 기어 트레인을 만들었습니다. 기어는 회전을 선형 움직임으로 변환하고, 정기적 인 움직임을 수행하며, 미세한 미러를 제어하여 빛을 편향시킬 수 있습니다.

이러한 기계를 칩에 직접 통합하여 빛으로 운전하는 기능은 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다. 레이저 라이트는 기계와의 고정 접촉이 필요하지 않으며 제어하기 쉽기 때문에 마이크로 모터를 복잡한 마이크로 시스템으로 확장 할 수 있습니다.

Gan Wang은“이것은 마이크로 스케일의 역학에 대한 근본적으로 새로운 사고 방식입니다. 부피가 큰 커플 링을 빛으로 대체함으로써 마침내 크기 장벽을 극복 할 수 있습니다.

셀 크기

이러한 발전으로 연구자들은 빛을 제어하고 작은 입자를 조작하거나 미래의 실험실 온 칩 시스템에 통합 될 수있는 마이크로 및 나노 머신을 상상하기 시작했습니다. 기어 휠은 16-20 마이크로 미터의 작을 수 있으며 그 크기의 인간 세포가 있습니다. 의학은 손이 닿는 분야이며 간 왕은 믿고 있습니다.

“예를 들어 다양한 흐름을 조절하기 위해 새로운 마이크로 모터를 인체 내부의 펌프로 사용할 수 있습니다. 또한 개방되고 가까운 밸브 역할을하는 방법을 찾고 있습니다.”