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 Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Авторы нового масштабного исследования выявили оптимальное количество порций бурого риса, овсянки, гречки и других изделий из цельного зерна в дневном рационе, которое позволяет существенно снизить риск кардиометаболических заболеваний.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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