Шведские ученые разработали микродвигатели размером с человеческую клетку

Исследователи из Гётеборгского университета в Швеции создали микроскопические двигатели, которые приводятся в движение лазерным излучением. Размер устройств составляет от 16 до 20 микрометров, что сопоставимо с диаметром человеческой клетки.

Основой технологии стали кремниевые шестерни, изготовленные из оптического метаматериала непосредственно на микрочипе. Диаметр каждой шестерни достигает 0,016 миллиметра. Метаматериал способен улавливать и преобразовывать световые сигналы в механическое движение на наноуровне.

Управление микродвигателями происходит бесконтактным способом через лазерный луч. Интенсивность излучения определяет скорость вращения шестерен, а изменение поляризации света позволяет мгновенно менять направление вращения. Система может преобразовывать вращательное движение в поступательное и выполнять периодические операции.

Разработка решает проблему создания механических приводов для микромашин, которая существовала более 30 лет. Предыдущие попытки не позволяли уменьшить размер шестерен ниже 0,1 миллиметра из-за ограничений традиционной механики.

Ведущий автор исследования Ган Ван отмечает возможность использования микродвигателей в медицинских устройствах в качестве насосов и клапанов для регулирования потоков внутри человеческого организма. Технология также применима в системах «лаборатория на чипе» для научных исследований.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications 18 сентября 2024 года.