用激光控制的納米馬達

東京大學工業科學研究所(UTokyo-IIS)的研究人員設計了新穎的線性納米電機，可以使用光沿受控方向移動。這項工作為新型微流控技術開辟了道路，包括帶有光致動泵和閥的芯片實驗室系統。

納米機器的世界看起來與包含我們已經習慣的設備的世界有很大不同。例如，給比單個細菌小的馬達供電并精確控制馬達要比駕駛汽車困難得多。

現在，由UTokyo-IIS領導的一組科學家推出了由金納米棒制成的線性電動機系統，當暴露于激光時，該納米電動機可以沿受控方向移動。就像可以通過調整索具而沿任何期望方向移動的帆船一樣，這些納米電機也不受約束來遵循光的方向。而是，即使當它們暴露于從另一個角度傳播的激光束時，它們也會根據其方向移動。

該運動由來自粒子的光的橫向散射產生的橫向光學力提供動力。結果，消除了用透鏡聚焦或整形激光束的需要，這曾經是一項艱巨的任務。此外，與以前的設備不同，電動機的尺寸不受光波長的限制。

第一作者田中佳人(Yoshito Tanaka)說：“該方向并不僅限于沿激光或場梯度的方向移動，還取決于納米粒子本身的方向。” 這項技術的關鍵是在納米棒的周期性陣列中進行局部表面等離振子共振(自由電子的集體振蕩)。這些會在特定方向上產生散射光。高級作者Shimura Mumura說：“精心設計的納米棒之間的間距會導致一個方向的相長干涉，而另一個方向的相消干涉。這使我們能夠產生方向性散射，從而推動納米電機。”

研究人員設想使用這項技術為納米級機械創建一個新平臺，該納米級機械的運動部件遵循預定的路徑，同時被散焦的光線推動。這將大大降低這些設備的成本和復雜性，同時還提高了精度和可靠性。