Image default
Ciekawostki Z kraju

Powstał milimetrowy silnik obrotowy napędzany światłem

Mikrosilnik zasilany wprost wiązką światła zaprezentowali badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego wraz ze współpracownikami z Polski i Chin. Polimerowy pierścień o średnicy 5 milimetrów jest napędzany i sterowany przy pomocy wiązki lasera.

„Ruch obrotowy w przyrodzie jest bardzo rzadko spotykany, podczas gdy nasza cywilizacja jest nim napędzana. Potrafimy budować rozmaite silniki obrotowe, które składają się zwykle z wielu elementów, co utrudnia ich miniaturyzację. Istnieje jednak grupa materiałów umożliwiających konstrukcję małych, ruchomych urządzeń – ciekłokrystaliczne elastomery (ang. liquid crystal elastomer, LCE)” – napisali przedstawiciele Wydziału Fizyki UW w przesłanym PAP komunikacie.

Ciekłokrystaliczne elastomery to inteligentne materiały, które mogą szybko, w odwracalny sposób zmieniać kształt, na przykład kiedy się je oświetli. Dzięki odpowiedniemu uporządkowaniu (orientacji) cząsteczek elastomeru można programować deformację elementu. Umożliwia to zdalne zasilanie i sterowanie mechanizmów wykonawczych i robotów przy pomocy światła.

Badania nad takimi elastomerami skupiały się głównie na projektowaniu kształtu i sposobu odkształcenia elementów (np. skracanie, zginanie). Natomiast spojrzenie na LCE z innej strony pozwoliło badaczom opracować obrotowy mikrosilnik.

Wykorzystując technologię światłoczułych elastomerów badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z badaczami z Wydziału Matematyki Uniwersytetu w Suzhou w Chinach, Instytutu Fizyki Technicznej Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie oraz Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu zbudowali mikrosilnik, który obraca się dzięki wędrującej deformacji miękkiego materiału, wywołanej wiązką lasera. Oświetlana część silnika (rotor) ma kształt pierścienia o średnicy 5 milimetrów. Projektując odpowiednią orientację cząsteczek elastomeru można zapewnić stabilną pracę tego mikrosilnika albo zwiększyć jego prędkość obrotową.

„Mimo niewielkiej prędkości obrotowej, około jednego obrotu na minutę, nasz silnik pozwala spojrzeć z innej strony na mikromechanikę inteligentnych miękkich materiałów oraz ich potencjalne zastosowania” – mówi cytowana w komunikacie FUW dr inż. Klaudia Dradrach z Pracowni Nanostruktur Fotonicznych. Dodaje, że pomysł inspirowany jest silnikiem piezoelektrycznym, często spotykanym np. w obiektywach fotograficznych.

Powtarzalną metodę wytwarzania odkształcalnych miniaturowych elementów z LCE opracowano dzięki wsparciu naukowców z CMPiW PAN i WAT.

W badaniach wzięli udział doktoranci z Wydziału Fizyki UW m.in. Mikołaj Rogóż i Przemysław Grabowski. Badacze ci już wcześniej zademonstrowali napędzanego światłem robota-ślimaka, poruszającego się tak, jak jego żywe odpowiedniki. Obecnie są przekonani, że nowe inteligentne materiały w połączeniu z nowatorskimi metodami wytwarzania miniaturowych elementów pozwolą konstruować kolejne miniaturowe elementy i napędy. Pracują nad mikronarzędziami sterowanymi światłem i dalekozasięgowymi siłownikami liniowymi.

Badania nad miękkimi mikrorobotami i polimerowymi mechanizmami wykonawczymi są finansowane są przez NCN i MNiSW w ramach „Diamentowego Grantu”, MON i program badawczy uniwersytetu w Suzhou.

PAP – Nauka w Polsce

Powiązane tematycznie

Zdalne podpisywanie umów dla klientów firmowych Banku Pekao

Redakcja

Pomoc finansowa dla pracowników Rossmanna

Redakcja

Testy na koronawirusa. Co sprawia, że nie można wykonywać ich więcej?

dr. Zdrówko

Dodaj komentarz

avatar
400
  Subscribe  
Powiadom o

Wykorzystujemy pliki cookies do prawidłowego działania serwisu, aby oferować funkcje społecznościowe, analizować ruch na portalu i prowadzić działania marketingowe. Więcej informacji znajdziesz w polityce prywatności. Czy zgadzasz się na wykorzystywanie plików cookies? Akceptuję Wyjaśnienie