Микроскопические метамашины управляются светом

Хотя устройства на солнечной энергии сейчас довольно распространены, шведские ученые создали нечто иное. Они построили крошечные «метамашины», которые механически приводятся в движение и управляются волнами света.

Под руководством профессора Микаэля Келля команда из технологического университета Чалмерса сконструировала транспортные средства, покрывая микроскопические частицы так называемыми «мета-поверхностями». Последние описываются в университете как «тщательно разработанные и упорядоченные наночастицы, предназначенные для того, чтобы направлять свет интересными и необычными способами».

После того, как готовые метатранспортные средства были помещены в неглубокую миску с водой, ученые использовали слабо сфокусированный лазер, чтобы направить на них плоскую световую волну. Было обнаружено, что, варьируя интенсивность и поляризацию света, можно было не только приводить в движение машины, но также управлять их скоростью и поворотом — можно было даже дистанционно направлять их через такие узоры, как фигура 8.

«Согласно третьему закону Ньютона, для каждого действия существует равная и противоположная реакция — это означает, что, когда свет попадает на мета-поверхность и отклоняется в новом направлении, метаповерхность также отталкивается в другом направлении. , — говорит Микаель Келл.

«Представьте себе игру в пул, когда два шара ударяются друг о друга и отскакивают в разных направлениях. В этом случае фотоны и мета-поверхность похожи на эти два шара для пула».

Команде ученых также удалось использовать метамашины для транспортировки других объектов, таких как микроскопический шарик из полистирола, частица дрожжей и частица пыли, толкая их перед собой. Поэтому есть надежда, что эта технология когда-нибудь может быть использована в таких приложениях, как перемещение микрочастиц через растворы внутри клеток или рядом с ними.

Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Вы можете увидеть некоторые из этих транспортных средств в действии на видео ниже.