Физики создали вращающиеся от света микрошестеренки
Ученые покрыли поверхность кремниевой шестеренки метаструктурой. Это позволило управлять ее вращением с помощью лазера.
Зубчатые колеса, шестерни, используются повсюду — в часах, автомобилях, на гидроэлектростанциях, в детских игрушках. Эта деталь необходима для передачи крутящего момента между деталями механизмов.
Исследователи и инженеры постоянно стараются сделать шестерни все меньше, чтобы сконструировать с их помощью микродвигатели. Прогресс остановился на отметке 0,1 миллиметра, поскольку создать необходимые приводные механизмы меньшего размера оказалось невозможно.
Международная группа ученых преодолела этот барьер, отказавшись от традиционных механических приводов. Они придумали, как использовать лазер для приведения шестерен в движение. Для этого пришлось создать метаструктуру на поверхности зубчатого колеса. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Оптические метаматериалы часто выглядят как поверхности с созданными на них регулярными структурами. Такие поверхности улавливают и контролируют свет в наномасштабе. За счет тщательно рассчитанных резонансов в метаструктуре ученые могут точно контролировать оптические процессы. На основе метаструктур разрабатывают «плащи-невидимки» для разных диапазонов излучения.
В новой работе ученые изготовили шестеренки на чипе с помощью литографии. Диаметр каждой детали — десятки микрометров. На поверхности некоторых они также сформировали метаструктуры.
Исследователи заставили зубчатое колесо вращаться, направляя на него луч лазера. Интенсивность лазерного света регулировала скорость вращения, а поляризация — направление вращения. Ученые заменили громоздкие механические соединения светом.
«Мы создали зубчатую передачу, в которой шестерня, приводимая в движение светом, приводит в движение всю цепь. Шестерни также могут преобразовывать вращательное движение в линейное, выполнять периодические движения и управлять микроскопическими зеркалами для отклонения света», — уточнил первый автор исследования Гань Ван (Gan Wang).
Ученые рассказали, что возможность интегрировать такие детали непосредственно в чип и управлять ими с помощью света открыла совершенно новые перспективы. Использование лазера не требует фиксированного контакта с механизмом и позволяет масштабировать идею до сложных движущихся микросистем.
Диаметр шестерни сопоставим с размером некоторых человеческих клеток, поэтому медицина — одна из областей, где новая разработка имеет перспективы применения.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии