Forskare vid fakulteten för fysik vid universitetet i Warszawa, med kollegor från Polen och Kina använde flytande kristallelastomerteknologi för att demonstrera en roterande mikromotor som drivs med ljus. Ringen med en diameter på 5 millimeter, drivs och styrs av en laserstråle, kan rotera och utföra arbete, t.ex. genom att rotera ett annat element installerat på samma axel.

Rotationsrörelser i naturen är mycket sällsynta, samtidigt som den är allestädes närvarande i vår civilisation. Även om vi kan bygga en mängd olika rotationsmotorer, de består vanligtvis av många element och det försvårar deras miniatyrisering. Dock, det finns en grupp material som möjliggör konstruktion av små, rörliga och/eller mobila enheter - flytande kristallelastomerer (LCE). Forskning om dessa material fokuserar främst på design av LCE -former och dess förändring vid laserbelysning (t.ex. krympning, böjning).

Flytande kristallelastomerer är smarta material som kan uppvisa makroskopiska, snabb, reversibel formändring under olika stimuli, inklusive belysning med synligt ljus. De kan tillverkas i olika former i mikro- och millimetervågarna och, genom molekylär orienteringsteknik, de kan utföra komplexa sätt att aktivera.

Forskare från universitetet i Warszawa med kollegor från institutionen för matematiska vetenskaper vid Xi'an Jiaotong-Liverpool University i Suzhou, Kina; Institute of Applied Physics vid Military University of Technology i Warszawa; och Center of Polymer and Carbon Materials of Polish Academy of Science i Zabrze, Polen, har nu utvecklat en mikromotor som roterar tack vare deformationen av det mjuka materialet, orsakas av laserstrålen och dess interaktion med marken. Huvuddelen - rotorn - är en ring på 5 millimeter. Lämplig utformning av elastomermolekylernas orientering ger mikromotorns stabila prestanda eller kan öka rotationshastigheten.

"Trots låg hastighet, cirka en rotation per minut, vår motor låter oss titta på mikromekaniken hos intelligenta mjuka material från ett annat perspektiv och ger tankar när det gäller deras potentiella användning, "säger Dr Klaudia Dradrach från Photonic Nanostructure Facility. Motordesignen har inspirerats av ring piezoelektriska motorer, finns ofta i autofokusmekanismer för fotografiska linser. Bidrag från forskare från den polska vetenskapsakademien i Zabrze och Militära tekniska universitetet var avgörande för utvecklingen av metoden för reproducerbar tillverkning av LCE -miniatyrkomponenter. I synnerhet, unga forskare deltog i studien, inklusive Mikolaj Rogoz och Przemyslaw Grabowski, Ph.D. studenter från Fakulteten för fysik vid universitetet i Warszawa.

Forskare som tidigare har demonstrerat en ljusdriven snigelrobot som rör sig som sina naturliga släktingar tror att nya intelligenta material i kombination med avancerade tillverkningsmetoder gör att de kan bygga ytterligare miniatyrkomponenter och drivenheter.