科学家制造出比人类头发还小的微型马达
微小的光驱齿轮可以通过为人类细胞大小的机器提供动力，从而彻底改变医疗领域。
突破尺寸限制
研究人员成功制造了微米尺度的光驱齿轮。这为制造有史以来最小的芯片集成马达铺平了道路，其尺寸甚至可以容纳在一根头发丝内。
齿轮无处不在——从钟表、汽车到机器人和风力涡轮机。三十多年来，研究人员一直试图制造更小的齿轮，以构建微型发动机。但进展停滞在0.1毫米，因为无法制造更小的驱动系统使其运动。
研究人员现已通过摒弃传统的机械驱动系统，转而直接使用激光驱动齿轮运动，从而突破了这一障碍。
光驱齿轮
在新研究中，研究人员展示了微型机器可以由光学超材料驱动。光学超材料是能够在纳米尺度捕获和控制光的小型图案化结构。研究人员使用传统光刻技术，在微芯片上用硅直接制造了带有光学超材料的齿轮，齿轮直径仅为几十微米。通过将激光照射在超材料上，研究人员可以使齿轮旋转。激光强度控制转速，并且通过改变光的偏振，还可以改变齿轮的旋转方向。研究人员因此接近于创造出微型马达。
一种新的思维方式
“我们构建了一个齿轮系统，其中一个光驱齿轮带动整个链条运动。这些齿轮还可以将旋转运动转换为线性运动，执行周期性运动，并控制微型反射镜偏转光线，”该研究的第一作者王甘表示。
能够将此类机器直接集成到芯片上并用光驱动，开辟了全新的可能性。由于激光不需要与机器有任何固定接触，且易于控制，微型马达可以扩展到复杂的微系统中。
“这是一种在微观尺度上思考机械的全新方式。通过用光取代笨重的耦合，我们终于可以克服尺寸障碍。”
细胞尺度
随着这些进步，研究人员开始设想能够控制光、操纵微小粒子或集成到未来芯片实验室系统中的微米和纳米机器。一个齿轮可以小到16-20微米，而一些人类细胞正是这个尺寸。医学是触手可及的领域之一。
“我们可以将新型微型马达用作人体内部的泵，例如调节各种流体流动。同时也在研究它们如何作为打开和关闭的阀门来工作。”FINISHED
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