Forskare vid Fysiska fakulteten, University of Warszawa, använde flytande kristall-elastomerteknologin för att demonstrera en serie mikroverktyg odlade på optiska fibrer. Griparna på 200 mikrometer fjärrstyrs, utan elektriska ledningar eller pneumatiska slangar, med grönt ljus som levereras genom fibrerna – absorberad ljusenergi omvandlas direkt till gripkäftarnas verkan.

Att greppa föremål är en grundläggande färdighet för levande organismer, från de mikroskopiska hjuldjuren, genom den mänskliga handens fantastiska skicklighet, till rovvalars käkar och mjuka tentakler hos jättebläckfiskar, och är också avgörande för många ständigt krympande teknologier. Mekaniska gripdon, drivs av el, pneumatisk, hydrauliska eller piezoelektriska servon, används på skalor ner till millimeter, men deras komplexitet och behov av kraftöverföring förhindrar miniatyrisering.

Forskare vid fakulteten för fysik vid universitetet i Warszawa med kollegor från AGH University of Science and Technology i Krakow, Polen har nu använt flytande kristall-elastomermikrostrukturer som kan ändra form som svar på ljus för att bygga ett ljusdrivet mikroverktyg - optisk tång. Enheten byggdes genom att odla två böjda käftar på spetsarna av hårstora optiska fibrer.

Liquid Crystalline Elastomers (LCE) är smarta material som reversibelt kan ändra form under belysning med synligt ljus. I sin prototyp, forskare kombinerade de ljusdrivna LCE:erna med en ny metod för att tillverka strukturer i mikrometerskala:när UV-ljus skickas genom den optiska fibern, en konformad struktur växer vid fiberspetsen. Det ljusinducerade mekaniska svaret av sålunda odlad mikrostruktur beror på orienteringen av molekyler inuti elastomerelementet och kan styras för att få böjda eller sammandragande mikromanöverdon. Den nya elastomertillväxttekniken erbjuder lätt en mängd olika mikrometerskala, fjärrstyrda funktionella strukturer – byggstenar för mikroverktygslådan.