Шведские учёные создали микрошестерёнки, открывающие путь к клеточной робототехнике

Шведские учёные создали механизм настолько крошечный, что он может работать внутри живой клетки. То, что казалось научной фантастикой, стало на шаг ближе к реальности благодаря прорыву исследователей из Гётеборгского университета. Они создали микроскопические шестерёнки, которые приводятся в движение не механической силой, а сфокусированным лучом лазерного света.

Более тридцати лет учёные бились над миниатюризацией механизмов, но упирались в фундаментальный предел: на рубеже 0,1 миллиметра. Традиционные приводы становились неэффективными и громоздкими. Шведская команда решила эту проблему, полностью отказавшись от классической механики в пользу оптики.

Как это работает?

В основе новой технологии лежит уникальный оптический метаматериал. Шестерёнки, изготовленные из него и кремния методом литографии прямо на чипе, имеют диаметр всего 16 микрометров, — в несколько раз тоньше человеческого волоса. Когда на такую шестерёнку направляется лазерный луч, специально разработанная наноструктура материала преобразует энергию света во вращательное движение.

Поразителен уровень контроля. Интенсивность лазера регулирует скорость вращения, а изменение поляризации света мгновенно меняет направление движения.

«Мы не просто заставили вращаться одну шестерёнку, — объясняет Гань Ван, ведущий автор исследования. — Мы создали полноценную зубчатую передачу, где одна светоприводная шестерня запускает всю цепь. Более того, мы можем преобразовывать вращение в линейное перемещение, что позволяет управлять, например, микрозеркалами или другими крошечными компонентами».

Этот прорыв открывает двери в новую эру микроробототехники. Подобные световые моторы могут стать основой для:

• лабораторий на чипе нового поколения, способных проводить сложнейшие анализы с микроскопическими объёмами жидкости;
• Микроскопических сенсоров, способных работать внутри живых организмов, не повреждая их;
• Нанороботов для точечной доставки лекарств непосредственно к больным клеткам.

Возможность создавать и управлять сложными механизмами на микрометровом уровне обещает настоящую революцию в медицине, электронике и материаловедении, делая мир, где машины работают на уровне клеток, всё более достижимым:

Источник: ScienceDaily