Группа исследователей из Токийского университета спроектировала и изготовила новый линейный нанодвигатель, направлением и скоростью движения которого управляют при помощи света. Отметим, что создание подобного наноустройства, размер которого меньше размеров единственной бактерии, является весьма сложным делом. И теперь, с появлением этого нового двигателя, открываются совершенно новые перспективы в области микрогидродинамики, включая создание сложнейших лабораторий-на-чипе, снабженных двигателями, насосами и клапанами, приводимыми в действие светом.
Подвижный элемент линейного нанодвигателя изготовлен из золотых цилиндрических объектов (наностолбиков), которые обеспечивают высокий уровень взаимодействия со светом за счет возникновения плазмонов и других эффектов. Этот крошечный «наноавтомобиль» не ограничен только одним направлением движения, он, как парусная лодка, будет двигаться в направлении, в котором «дует ветер» луча лазерного света. При изменении направления луча нанодвигатель меняет направление движения, а при изменении угла падения — скорость движения.
Движение приводится в действие оптической силой, возникающей в результате бокового поперечного рассеивания света, что избавляет от необходимости фокусировать луч лазера при помощи крошечных линз, что само по себе уже является не самой легкой задачей. Помимо этого, размеры активной части нового нанодвигателя не ограничены длиной волны используемого света, что являлось источником проблем при создании подобных устройств предыдущих поколений.
Влияние эффекта направленного рассевания увеличено в несколько раз за счет тщательного размещения наностолбиков на поверхности нанодвигателя и строгого соблюдения расстояния между ними. Более того, в конструкции нанодвигателя имеются некоторые подвижные элементы, играющие особую роль — когда это устройство освещается рассеянным нефокусированым светом, оно начинает двигаться по заранее заданной траектории.
Нынешняя относительно несложная конструкция нанодвигателя позволит в будущем изготавливать подобные устройства в больших количествах при невысокой стоимости их производства. Однако, до того момента, когда эту технологию можно будет поставить на коммерческие рельсы, японским ученым еще придется поработать над ней с целью увеличения точности контроля движения и надежности такой системы в целом.
