微纳尺度机械动力学

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瑞典研究人员开发出微米尺寸光驱动齿轮
新华社· 2025-09-22 03:20
新华社赫尔辛基9月21日电(记者朱昊晨 徐谦)斯德哥尔摩消息:瑞典哥德堡大学领衔的研究团队新 近研发出一种由光驱动的微型齿轮,直径仅几十微米,甚至能够嵌入一根头发丝中。这为开发微米尺度 的芯片内微电机系统铺平了道路。 哥德堡大学近日发布新闻公报说,齿轮是人类机械文明的重要部件,从钟表、汽车到机器人和风力涡轮 机无处不在。多年来,科学界一直试图将齿轮进一步微型化,用于制造微型电机系统,但由于传统机械 传动系统在构建和耦合上的复杂性,相关研究长期止步于0.1毫米的尺寸瓶颈。 该研究团队提出一种替代方法突破了这一限制。他们利用标准光刻技术,在微芯片上制造出硅基的带有 光学超表面的微型齿轮,其直径仅几十微米,运动精度可达亚微米级。实验显示,当激光照射在超表面 上,齿轮便能旋转;激光强度决定转速,而改变光的偏振方向则能控制旋转方向。 研究人员认为,这一成果为微纳尺度机械动力学提供了全新思路。通过用光取代笨重的机械耦合器,有 望突破尺寸障碍,制造出史上最小的微型芯片电机。 研究人员表示,未来这类齿轮可缩小至16至20微米,与人体细胞大小相当,在医学领域应用前景广阔。 例如,用该技术制造的微电机可作为人体内的"微型泵",用 ...