纳米级电机——微观世界的驱动器
从汽车到洗衣机,我们的日常生活中遍布电机,它们为人们所使用的机器提供强劲的动力。
伴随纳米技术的发展,科学家开始思考,能否研制出纳米级别的微型电机,为纳米机械提供动能。好消息是,一个未来主义的科学领域正在研制微型电机,这类电机可以为纳米机器网络提供动能,并取代我们今天所使用的常用电源。
最近发表在ACS Nano的新研究中,得克萨斯大学工程学院的研究人员创造了有史以来第一个固态光学纳米电机,这类电机可将光能转化为动能,从而为微型机器设备功能。
Yuebing Zheng说,生命始于水,最终在陆地上移动,我们将纳米电机放置于溶液中能够使其长期处于稳定状态。
紧接着,通过将这些电机从溶液中取出并放置在芯片上,在大多数情况下,它能够仅使用光来产生机械运动,从而产生动能。
纳米电机是如何工作的?
纳米电机宽度小于100纳米,可以在光照下在固体基板上旋转,相较于大型发动机依赖于燃油功能,它可作为无燃料和无齿轮发动机,将各种微纳米电机械系统转化为机械能。
这一突破源于一种新颖的设计,即在电机底部放置一层薄薄的相变材料,当其暴露在光线下时,薄膜可以由固态转变为准液态,这种变化能够减少纳米电机的摩擦力,并驱动其旋转。
纳米电机有什么用呢?
研究人员设想将这类纳米电机运用于环境保护、微型无人机、小型汽车以及人体药物输送领域。
环境保护层面,纳米电机在旋转运动中能够拾取空气中的灰尘以及微小颗粒,改善空气质量。
微型无人机以及小型汽车方面,运用纳米电机能够大大缩小它们的尺寸,在未来可能会研制出纳米级别的无人机以及汽车。
最后是医学领域,纳米电机能够深入人体内部,将药物精准运输至病变区域,精准治疗人体局部病变。
在未来,研究人员将继续研发,提高其性能及稳定性,以更高的速度将光能转化为动能。
伴随纳米技术的发展,科学家开始思考,能否研制出纳米级别的微型电机,为纳米机械提供动能。好消息是,一个未来主义的科学领域正在研制微型电机,这类电机可以为纳米机器网络提供动能,并取代我们今天所使用的常用电源。
最近发表在ACS Nano的新研究中,得克萨斯大学工程学院的研究人员创造了有史以来第一个固态光学纳米电机,这类电机可将光能转化为动能,从而为微型机器设备功能。
Yuebing Zheng说,生命始于水,最终在陆地上移动,我们将纳米电机放置于溶液中能够使其长期处于稳定状态。
紧接着,通过将这些电机从溶液中取出并放置在芯片上,在大多数情况下,它能够仅使用光来产生机械运动,从而产生动能。
纳米电机是如何工作的?
纳米电机宽度小于100纳米,可以在光照下在固体基板上旋转,相较于大型发动机依赖于燃油功能,它可作为无燃料和无齿轮发动机,将各种微纳米电机械系统转化为机械能。
微型电机运动示意图
这一突破源于一种新颖的设计,即在电机底部放置一层薄薄的相变材料,当其暴露在光线下时,薄膜可以由固态转变为准液态,这种变化能够减少纳米电机的摩擦力,并驱动其旋转。
纳米电机有什么用呢?
研究人员设想将这类纳米电机运用于环境保护、微型无人机、小型汽车以及人体药物输送领域。
环境保护层面,纳米电机在旋转运动中能够拾取空气中的灰尘以及微小颗粒,改善空气质量。
微型无人机以及小型汽车方面,运用纳米电机能够大大缩小它们的尺寸,在未来可能会研制出纳米级别的无人机以及汽车。
四轴无人机与微型无人机之间的尺寸对比
最后是医学领域,纳米电机能够深入人体内部,将药物精准运输至病变区域,精准治疗人体局部病变。
微型机器人在红细胞之间运输药物
在未来,研究人员将继续研发,提高其性能及稳定性,以更高的速度将光能转化为动能。
赞赏
特别声明:以上文章资讯内容(含文字、图片、视频)不代表科幻岛平台的观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发布后的30日内与科幻岛联系。