Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Нанотехнологам удалось создать мельницу на лазере

Нанотехнологам удалось создать мельницу на лазере


7-07-2010, 10:54 | Наука и техника / Новости науки и техники | разместил: VP | комментариев: (0) | просмотров: (1 144)

Нанотехнологи создали уникальную технологию превращения света в механическую энергию. Нанороторы идеально подходят для решения многих микробиологических задач. Ученым даже удалось заставить их вращаться в разные стороны.

 

Инженеры из американской Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли совершили прорыв в области наномеханизмов, создав микроскопическую световую мельницу, приводимую в движение лучом лазера. Мотор, созданный группой ученых под руководством исследователя Сян Чжана (Xiang Zhang), может вращаться в двух направлениях, причем направление вращения задает частота лазерного излучения.

«Мы продемонстрировали плазмонный двигатель размером всего 100 нм, который под облучением линейно поляризованным светом может передавать крутящий момент, достаточный для вращения диска, в 4 тыс. раз большего по размерам», — пояснил доктор Чжан. Ученым уже удалось создать целый массив подобных мельниц, которые в будущем смогут эффективно утилизировать энергию светового излучения. В основу изобретения положен тот факт, что силу взаимодействия света с веществом можно значительно увеличить, если падающее излучение входит в резонанс с так называемыми поверхностными плазмонами — волнами электронной плотности, возникающими на поверхности твердых тел в результате коллективных колебаний электронов.

Нанотурбина

Группа Чжана сконструировала нанотурбинку, напоминающую по форме древний солнечный символ, из золота, так, чтобы максимально увеличить взаимодействие света с веществом. «Плоские свастикообразные золотые структуры могут рассматриваться как совокупность четырех LC-контуров, резонансные частоты которых определяются геометрией и диэлектрическими свойствами металла», — пояснил Чжан. Получаемый крыльчаткой угловой момент возникает благодаря симметрии фигуры и ее взаимодействию с падающим светом.

Ученые считают, что их открытие поможет решить множество прикладных и теоретических задач. Известно, что отдельно взятый фотон (квант электромагнитного излучения) несет в себе как импульс, так и угловой момент. Такие научные приборы, как оптические пинцеты и оптические ловушки, к примеру, основаны на способности фотонов отдавать свой импульс. В 1936 году физик Принстонского университета Ричард Бет доказал, что фотон, рассеиваясь или поглощаясь твердым веществом, способен поделиться своим угловым моментом, то есть закрутить предмет, на который он упал. Все последующие попытки утилизировать момент отдельных фотонов излучения не увенчались успехом ввиду чрезвычайно слабого взаимодействия между фотонами и веществом.

Вместо ветряка — «светляк»

«Типичный мотор должен быть размером как минимум в микрометры или миллиметры, чтобы производить нужное количество крутящего момента. Мы показали, что в наноструктурах, подобных нашей золотой мельнице, передаваемый угловой момент значительно усиливается при совпадении длин волн падающего света с плазмонными волнами. Производительность наших моторов очень велика. В качестве бонуса мы получили возможность управлять направлением вращения, что сложно реализовать, скажем, в ветряках», — пояснил соавтор исследования Мин Лю.

Реализовать вращение ротора в разные стороны удалось на двух длинах лазера  — 810 и 1700 нм. Освещенная гауссовым пучком лазера с меньшей длиной волны фигурка вращается против часовой стрелки с частотой 3 оборота в секунду. Переключив лазер на большую длину волны, ученые заставляют ротор вращаться с той же скоростью, но в другую сторону. Дело в том, что при длине волны 810 нм свет воздействует на внешние стороны лопастей (на рисунке — слева), вращая их против часовой стрелки, а при 1700 нм — на внутренние (на рисунке — справа), вращая их в обратную сторону. Наноскопические размеры крыльчатки обещают найти ей множество применений, в первую очередь для наноэлектромеханических устройств (NEMS), в которых размеры важнее КПД.

Компактные вращающиеся роторы должны найти применение в решении многих микробиологических задач, в том числе для раскрутки и закрутки двойных спиралей ДНК. «А спроектировав моторы для работы на разных резонансных частотах и в одном направлении, мы можем получать крутящий момент из множества длин волн, представленных в солнечном свете», — добавил Лю. Статья ученых опубликована в журнале Nature Nanotechnology.



Источник: infox.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится0



Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.





» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Май 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map