Går i cirklar. En mikrometerstor kiseldioxidkula med oregelbundna järnoxidinneslutningar fångas upp av optiska pincetter (rött område indikerar fokuserat laserljus). Uppvärmning av sfären av ljuset gör att en nästan kritisk vätskeblandning utvecklar lokala koncentrationsvariationer (bakbubblor) som driver sfären att rotera runt strålen. Upphovsman:F. Schmidt/Univ. av Göteborg
Ett internationellt team av forskare har utvecklat ett litet, vätskebaserad motor som drivs av en avblandningsvätska. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver deras lilla motor och möjliga användningsområden för den.
Motorn är i huvudsak en liten sfär som kretsar kring en laserstråle i en flytande lösning. Sfären i experimenten var extremt liten (2,48 mikrometer i diameter) och gjord av järnoxid och kiseldioxid. Den flytande lösningen var en blandning av vatten och lutidin. De två ingredienserna var viktiga, för tillsammans, de bildade en kritisk vätskeblandning som skulle separeras vid en önskad temperatur. I detta fall, separationen inträffade när temperaturen värmdes till cirka 34 grader C.
Att starta den lilla motorn innebar att först placera sfären i den flytande lösningen (hålls under dess separationspunkt) och sedan fånga den med optisk pincett - en laserstråle. Initialt, sfären hölls på plats. Järnoxiden tillät sfären att absorbera värme, som drev sfären bort från mitten av den optiska pincettstrålen. Laserstrålens effekt höjdes sedan långsamt, orsakar sfärens temperatur att stiga, vilket i sin tur orsakade en temperaturökning av den omgivande vätskan. Så småningom, när vätskans temperatur nådde sin kritiska punkt, de två vätskorna blev oblandade, tvingar sfären att röra sig något. Men eftersom det fortfarande hölls på plats av pincetten, den rörde sig i en partiell båge. Sfärens temperatur värmde vätskan, ytterligare skjuta sfären när den nådde sin av-blandningspunkt. Detta hände upprepade gånger, skjuta sfären hela vägen runt pincetten. Den fortsatte att kretsa runt pincetten så länge lasereffekten applicerades.
Forskarna noterar att systemet hade ett litet temperaturintervall där sfären smidigt skulle kretsa - applicering på lite laserkraft fick sfären att stanna, för mycket och sfärens bana skulle bli oregelbunden och vid något tillfälle, det skulle bryta sig loss från pincetten. Forskarna föreslår att deras motor kan användas som en liten mixer.
© 2018 Phys.org
