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带有光驱动纳米马达的微型回旋加速器

纳米技术 2022-09-20 23:58:21

维尔茨堡大学 在红血球之间有两个主动光驱动纳米马达的微型机器人的艺术表现

鸣谢:托尔斯滕·费希特纳 手持激光指示器在“发射”时不会产生明显的后坐力——即使它发射的是定向的光粒子流

原因在于,与轻粒子离开激光笔时产生的非常小的反冲冲量相比,它的质量非常大

然而,很久以前就很清楚,光学反冲力确实对相应的小粒子有很大的影响

例如,彗星的尾巴指向远离太阳的方向,部分原因是光压

通过光帆推进轻型航天器也被反复讨论过,最近的一次与“star shot”项目有关,在该项目中,一队微型航天器将被送往半人马座阿尔法星

作为模型的普通四轴飞行器 在《自然纳米技术》杂志上,维尔茨堡的物理学家在Bert Hecht教授(实验物理学5主席,纳米光学组)的带领下,首次展示了不仅可以用光在水环境中有效地推动微米大小的物体,还可以在具有所有三个自由度(两个平移加上一个旋转)的表面上精确地控制它们

在这样做的时候,他们受到了普通四轴飞行器的启发,四个独立的旋翼可以完全控制运动

这种控制可能性为通常极其困难的纳米和微米物体的处理提供了全新的选择,例如,纳米结构的组装、纳米精度的表面分析或生殖医学领域

quadrocopter和microdrone的尺寸比较

鸣谢:吴晓飞 多达四个光驱动纳米马达的聚合物盘 维尔茨堡微型回旋加速器由一个透明的聚合物圆盘组成,直径为2

直径5微米

多达四个由黄金制成的可独立寻址的纳米马达嵌入在这个圆盘中

Hecht研究小组的博士后吴晓飞说:“这些马达是基于维尔茨堡开发的光学天线——即尺寸小于光波长的微小金属结构。”

“这些天线是专门为接收圆偏振光而优化的

这使得电机可以接收光线,而不管无人机的方位如何,这对适用性至关重要

在进一步的步骤中,所接收的光能随后由马达在特定方向上发射,以产生光学反冲力,该光学反冲力取决于偏振的旋转方向(顺时针或逆时针)以及两种不同波长的光

" 只有有了这个想法,研究人员才能够有效而精确地控制他们的微时钟

由于无人机的质量非常小,可以实现极限加速度

微型回旋加速器的开发具有挑战性

它始于2016年,由大众基金会提供研究资助,专门用于风险项目

基于单晶金的精密制造 纳米马达的极其精确的制造对于微马达的功能是至关重要的

使用加速氦离子作为从单晶金中切割纳米结构的手段已经成为一种改变游戏规则的手段

在进一步的步骤中,使用电子束光刻生产无人驾驶飞机机身

最后,必须将无人驾驶飞机从基板上拆下并放入溶液中

在进一步的实验中,正在实施一个反馈回路,以自动纠正外界对微型回旋加速器的影响,从而更精确地控制它们

此外,研究团队努力完成控制选项,以便无人机在水面上的高度也可以得到控制

当然,另一个目标是将功能工具附加到微龙上

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