Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
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.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
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.
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