Шведские ученые преодолели технологический барьер в создании микроскопических механизмов, который существовал более тридцати лет. 

Специалисты из Гётеборгского университета использовали нестандартный подход к созданию микромеханизмов. Они отказались от традиционных механических приводов в пользу света. Благодаря их идее удалось создать шестеренки размером в несколько десятков микрометров.

Ученые изготовили шестерни непосредственно на микрочипе из кремния с помощью стандартных методов литографии. Особенность конструкции заключается в использовании оптических метаматериалов — специальных структур, способных управлять светом в наномасштабе. (Третья шестеренка справа на главном фото изготовлена из оптического метаматериала, который реагирует на лазерный луч и приводит ее в движение. Все шестеренки изготовлены из кремния непосредственно на кристалле. Диаметр каждой шестеренки составляет около 0,016 мм, - прим. ред.)

Лазерный луч приводит шестеренки в движение без физического контакта. Специалисты регулируют скорость вращения интенсивностью света, а направление меняют поляризацией лазера.

Разработка открывает возможности для создания комплексных микросистем. Шестеренки могут преобразовывать вращение в линейное движение, управлять микроскопическими зеркалами и выполнять периодические операции.

Миниатюрные размеры устройств позволяют интегрировать их в чипы. Медицинские применения включают микронасосы для регулирования потоков веществ в организме и клапаны, открывающиеся и закрывающиеся под воздействием света.

Человеческие клетки имеют сопоставимые с шестеренками размеры — около 16-20 микрометров. Это делает новые устройства перспективными для биомедицинских применений.