O echipă de ingineri din Suedia a creat cel mai mic motor din lume, mai mic decât grosimea unui fir de păr, care funcţionează cu lumină

Atunci când îşi pun creativitatea la treabă şi implică hale uriaşe de producţie, oamenii pot ajunge la dimensiuni uriaşe de motoare şi roţi dinţate, de mărimea unor blocuri cu mai multe etaje. Dar în direcţia inversă, a micşorării motoarelor, existau limite date de necesitatea roţilor dinţate şi a tipurilor de propulsie, cel mai mic motor de până acum având 0,1 milimetri. Mai mic de atât nu s-a putut o perioadă mare de timp, progresul îngheţând la această valoare timp de peste 30 de ani. Acum, însă, o echipă de ingineri din Suedia de la Universitatea din Goteborg, condusă de Gan Wang, a creat un nou motor, semnificativ mai mic, care şi-a adjudecat titlul de cel mai mic din lume, fiind mai mic decât grosimea unui fir de păr. Mai mult ca atât, acesta funcţionează cu lumină.

Iar când zicem lumină, nu avem în vedere electricitate, ci lumina propriu-zisă, formată din fotoni. Noul motor nu foloseşte electricitatea şi câmpul magnetic pentru a genera mişcare, ci interacţiunea cu fotonii din lumină.

Noul motor are o roată dinţată principală, care devine şi cea motrice. Ea e construită din „meta material” — adică un material conceput într-o micro textură care permite captarea fotonilor de lumină şi reacţionează la acesta depărtându-se sau apropiindu-se, în funcţie de intensitatea polaritatea luminii. Iar intensitatea lumini determină viteza de reacţiunea a acestei roţi dinţate, deci viteza de rotaţie a motorului.

Foto: Roata dinţată principală a motorului

Sursa luminii e un fascicul mic de laser, care poate fi plasat alături sau la o distanţă mare. Transmiterea energiei prin lumină face ca un asemenea motor să poată funcţiona acolo unde cablajul e imposibil. Iar motorul captează aceşti fotoni de lumină şi transformă energia lor în mişcare datorită interacţiunii pe care o generează „meta materialul” său.

Roata dinţată principală e cuplată la alte roţi dinţate, toate fiind realizate din silicon de acelaşi tip cu care sunt realizate şi semiconductoarele şi ar putea fi plasate direct pe suprafaţa unui asemenea semiconductor minuscul. Acum, în primul motor demonstrativ care a fost creat de echipa de ingineri suedezi, aceştia au cuplat alte trei roţi dinţate la roata principală, toate de diametru egal, doar pentru a arăta că forţa rotativă poate fi transmisă mai departe după ce e generată, dar în viitoarele aplicaţii roţile dinţate pot fi de dimensiuni diferite, în funcţie de multiplicările de cuplu de care e nevoie şi de viteza de rotaţie finală dorită.

Diametrul unei asemenea roţi dinţate din motorul care a fost creat acum e 16-20 micrometri, în timp ce grosimea unui fir de păr uman e de 80-100 micrometri. Respectiv, chiar şi un motor cu 4 roţi dinţate puse alături, dimensiunea totală tot ar fi mai mică decât grosimea unui fir de păr. Inginerii spun că până şi atunci când s-ar dori ca unele roţi dinţate să fie mai mari, dimensiunea totală ar putea fi menţinută în intervalul grosimii dintre un fir şi o şuviţă de fire de păr.

Foto: Comparaţie de dimensiuni între noul motor şi un fir de păr

E la fel de curios că noul motor a fost testat atât pentru a lucra în condiţii atmosferice, cât şi în condiţii de vacuum sau în interiorul lichidelor. Lumina laser concentrată poate trece şi prin lichide foarte eficient, iar motorul, chiar dacă ar avea o uşoară rezistenţă de la mediul lichid, ar rămâne oricum extrem de util pentru funcţiile sale.

De asemenea, inginerii au conceput motorul astfel încât la final ultima roată dinţată să poată avea mişcare rotativă sau să fie cuplată la o cremalieră şi astfel să transforme mişcare rotativă într-una lineară.

Inginerii suedezi spun că noul lor motor deschide un întreg capitol nou în mecanica la scară microscopică. Înlocuindu-se cuplările obişnuite mari cu transmiterea energiei prin lumină şi punerea în mişcare graţie luminii, s-a putut depăşi bariera dimensiunii şi s-a putut creat un motor de până la 5-6 ori mai mic decât tot ce exista până acum. La o asemenea dimensiuni, o roată dinţată a acestui motor e comparabilă cu dimensiunea medie a unei celule umane!

Gan Wang, şeful echipei de cercetători

Iar aici ne putem întreba unde ar putea fi folosit cel mai util şi raţional noul motor microscopic, creat de suedezi? Ei bine, în medicină în primul rând, spun inginerii, unde acesta ar putea fi soluţia demult dorită pentru dispozitive care să fie lăsate în circuitul sangvin uman şi să livreze medicamentele doar local, acolo unde e nevoie direct de ele. Noul motor ar putea pune în mişcare valve şi recipiente care să elibereze aceste substanţe exact unde e nevoie de ele.

Pe lângă asta, în microelectonică acest motor ar putea deschide calea unor micro pompe, mixere sau valve, care ar putea genera un progres major în microfluidică. Tot el ar putea fi util în mecanisme mici ce au nevoie de actuatoare, oglinzi mobile, conectoare. În cercetările ştiinţifice un asemenea motor ar putea fi folosit la propulsarea celulelor spre direcţia şi interacţiunea dorită cu precizie. Şi, în fine, un asemenea motor ar fi extrem de util în medii extreme de lucru, precum cele criogenice, de vacuum sau chiar în spaţiul deschis al cosmosului.

Forţa unui asemenea motor se măsoară în fracţiuni minuscule de Nm, însă la nivel microscopic ea e o forţă suficientă, iar dacă se folosesc roţile dinţate pentru a o amplifica, se pot atinge şi valori mai mari. Iar partea la fel de intrigantă e că un asemenea motor ar putea fi, teoretic, pus în mişcare şi de la o distanţă uriaşă, printr-un fascicul laser ultra concentrat şi precis. Pentru că asemenea motoare n-au existat până acum, s-ar putea ca nici să nu le putem intui încă toate aplicările posibile. Dar odată ce acest motor a fost creat, cu siguranţă el deschide o întreagă sferă nouă de mecanică la nivel microscopic.

sursa: piataauto

O echipă de ingineri din Suedia a creat cel mai mic motor din lume, mai mic decât grosimea unui fir de păr, care funcţionează cu lumină

ByEditor

By Editor

Related Post

Nicuşor Dan, despre o reducere a TVA-ului: În discuţiile cu partidele s-a confirmat că bugetul pe 2027 să fie cel puţin propus Parlamentului, dacă nu şi adoptat, în toamna acestui an / În momentul în care o să se discute, orice idee este binevenită

STENOGRAME. Procurorii Niță și Ștefan constrângeau șefi de instituții să încheie contracte fictive cu diferite firme, altfel îi făceau inculpați sau îi trimiteau în judecată, susține Parchetul General

Bolojan răspunde criticilor privind tăierile: Guvernele trecute au dat foc la acoperişul casei / Înţeleg că acest guvern este de vină, că, atunci când mai stropeşte grinzile care sunt în flăcări, mai cade câte o bucată de acoperiş

Leave a Reply Cancel reply