Благодаря нанотехнологиям ученые создали “транспортные средства”, скорость и направление которых можно контролировать с помощью лазерного излучения через метаповерхности.
Метаповерхности – это материалы, способные отражать свет и звук иначе, чем это делают обычные материалы. Ранее разработанные образцы метаматериалов могли изменять направление и частоту звуковых волн, фокусировать их или ограничивать передачу этого типа колебаний. Оптические метаповерхности работают со светом, и их точки по-разному отражают направленные на них лучи.
Авторы нового исследования использовали оптические метаповерхности для создания молекулярных машин – своеобразных “транспортных средств” наномира, которые двигаются под воздействием внешних сил. Ученые покрыли микроскопические частицы специальным материалом, способным создавать крутящий момент под действием излучения.
После того как синтезированные метаустройства были помещены в неглубокую чашу с водой, ученые с помощью слабо сфокусированного лазера направили на них плоскую волну света. Авторы обнаружили, что, изменяя интенсивность и поляризацию света, можно не только перемещать транспортные средства, но и управлять их скоростью и контролировать их движение. Исследователи показали, что можно даже дистанционно заставить их двигаться по схеме “восьмерка”.
Команда также смогла использовать метамашины для транспортировки других объектов, таких как микроскопический полистироловый шарик, частица дрожжей и частица пыли – наноструктуры толкали их перед собой. Поэтому есть надежда, что когда-нибудь эта технология может быть использована, например, для перемещения микрочастиц в растворах внутри клеток или рядом с ними.
Исследование ученых опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
