Лента TH Новости Глобальные вызовы


Ученые создали оптические наномоторы

∴ 191

Научная фантастика полна причудливых устройств, которые позволяют свету взаимодействовать с материей, от световых мечей до ракет с фотонными двигателями. И сегодня наука догоняет фантазии писателей.

581

Команда ученых в Массачусетском технологическом институте преодолела еще одну границу в поисках таких экзотических приспособлений, создав в симуляции первую систему, в которой частицы размером от примерно молекулы до размеров бактерий могут управляться пучком обычных, не дорогостоящих специализированных источников света. Полученные результаты сообщаются сегодня в журнале Science Advances

Большинство исследований, которые пытаются манипулировать веществом с помощью света, связано с использованием сложных лазерных лучей или другого специализированного оборудования, которое сильно ограничивает сферу использования таких систем.

Команда решила заняться разработкой самих частиц, а не световых лучей, чтобы заставить их реагировать на обычный свет определенными способами. В качестве своего первоначального теста исследователи создали моделированные асимметричные частицы, называемые частицы Януса (двуликие), всего лишь с микрометром в диаметре. Эти крошечные сферы состояли из кварцевого сердечника, покрытого тонким слоем золота.

Исследователи обнаружили, что при воздействии пучка света двусторонняя конфигурация этих частиц вызывает взаимодействие, которое смещает их оси симметрии относительно ориентации пучка. В то же время это взаимодействие создает силы, которые заставляют частицы вращаться равномерно. С одним лучом могут одновременно воздействовать сразу несколько частиц. И скорость вращения можно изменить, просто изменив цвет света.

Таким образом, ученые создали первый световой двигатель для будущих нанороботов, который не нуждается в дорогостоящем оборудовании.

И это только начало, говорит команда. Этот начальный набор симуляций рассматривал эффекты очень простой двухсторонней частицы. Усложнив систему, можно добиться различных манипуляций, вплоть до программирования маршрута.

Филипп Дончев