Малки зъбни колела работят, задвижвани от светлина (видео)

Наука ОFFNews Последна промяна на 18 август 2015 в 11:56 4463 0

Кредит Claudio Maggi et al. / Nature Communications

Италиански учени са открили начин за ефективно превръщане на светлината в движение.

Те са показали, че микроскопични звездообразни елементи, подобни на зъбни колела в течна среда могат да се въртят със скорости до 300 оборота в минута, когато се осветят от обикновен светодиод (LED).

Резултатите от тяхното изследване, са публикувани в списание Nature Communications.

Учените, Клаудио Маджи (Claudio Maggi) и съавторите му от Университета в Рим, Италианския институт по технологии в Генуа, и Института NanoTec-CNR за нанотехнологии в Рим, са открили, че ако на повърхността на течност се пусне микроскопично зъбно колело и се освети със слаб светодиод, то започва да се върти.

Учените са успели да постигнат скорост от 300 оборота в минута, което е пет пъти повече от други начини за преобразуване на светлината в движение.

Снимки на микро зъбните колела и схема на експерименталното устройсто за настройка. Илюстрация: Maggi, и др. © 2015 Nature Communications

В експеримента си, изследователите използват зъбни колела със скосени зъби. Външният диаметър на зъбното колело, направено с лазерна литография е само на осем микрометра, а дебелината - 2.6 микрометра. Една от повърхностите му е покрита с тънък слой от аморфен въглерод, което позволява да се увеличи абсорбирането на светлина и топлина. Самите микроелементи са изработени от хром върху силициева подложка.

Светлината задвижва миниатюрните колела, благодарение на възникващата температурна разлика на линиите на повърхностно напрежение на течността. В близост до вътрешния радиус на зъбното колело температурата става по-висока и показателят на повърхностното напрежение на течността спада. На външния радиус температурата се оказва по-ниска и показателят на повърхностното напрежение се увеличава. Заради разликите в температурите възниква капилярна сила, която и върти зъбните колелца. Учените твърдят, че това явление прилича на ефекта на Марангони.

Изследователите смятат, че в бъдеще откритието им ще създаде микроскопични механизми и машини, работещи чрез директно превръщане на светлината в движение. Те могат да бъдат използвани, например, за транспортиране на отделните клетки при лабораторни експерименти. Конструкцията на тези микро- и нано-машини е много по-проста, в сравнение със съществуващите системи, в които има последователно преобразуване на светлина в електрически ток.

Тъй като ефектът не е зависим от размера, учените очакват, че системата може да бъде използвана както за макро, така и за наноелементи, според сайта phys.org.

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !