Ученые создали новый световой нано-двигатель

Лучи света в настоящее время используются для передачи информации, для лечения некоторых заболеваний и для многого, многого другого. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) и Национальной лаборатории Лоуренса (DOE Lawrence Berkeley National Lab) заставили свет выполнять механические действия на наноуровне. Они создали первый наноразмерный световой двигатель, обладающий повышенным крутящим моментом, скорость и направление вращения которого можно регулировать, изменяя интенсивность и частоту света, приводящего его в действие.

Этот двигатель, основанный на использовании плазмонов, имеет размер 100 нанометров. Облучаемый лучом поляризованного света определенной частоты, этот двигатель производит достаточно крутящего момента для того, что бы вращать диск из кварца, в 4 тысячи раз превышающий по размерам размеры самого двигателя. Такой тип светового нано-двигателя далеко не нов, но количество энергии, снимаемого с этого двигателя, просто неслыханно для таких его малых габаритов. Предыдущие образцы плазмонных двигателей имели размер в несколько микрометров и обладали гораздо более слабым крутящим моментом, чем новый двигатель.

Соль открытия заключается в особой форме золотых структур, из которых состоит сам двигатель. Благодаря форме вышеупомянутых структур, этот двигатель эффективно взаимодействует практически со всем падающим на него светом, при этом угол падения света играет весьма незначительную роль. Благодаря большей утилизации падающего света, этот двигатель способен произвести больший крутящий момент.

Структура двигателя является чувствительной к длине волны света, что используется для управления направлением его вращения. На видео, предоставленном ниже, можно увидеть, как двигатель вращается против часовой стрелки под воздействием света с длиной волны 810 нм. При облучении двигателя светом с длиной волны 1700 нм, он начинает вращаться в противоположную сторону.

У таких крошечных двигателей, приводимых в действие светом, может быть огромное количество применений, особенно в биологической области. В первую очередь, такой двигатель будет использован в производстве искусственной ДНК и изменении структуры ДНК естественного происхождения. Используя такие двигатели, ученые смогут размотать свитую ДНК в линейную структуру, внести в нее необходимые изменения, а затем, «свить» и «перемотать» ДНК заново. Двигатели могут использоваться так же в микроэлектромеханических системах нового поколения и в устройствах, превращающих солнечный свет в энергию.