برای بیش از ۳۰ سال، محققان در ساخت چرخدندههای کوچکتر از ۰.۱ میلیمتر به بنبست خورده بودند، زیرا ساخت قطعات محرک مورد نیاز برای حرکت آنها در این ابعاد ممکن نبود.
اما تیم تحقیقاتی گوتنبرگ با کنار گذاشتن قطعات مکانیکی، این مانع را برطرف کرد. آنها با استفاده از «فرا مادههای نوری»، که ساختارهای کوچکی هستند که نور را کنترل میکنند، توانستند چرخدندهها را مستقیماً با نور لیزر به حرکت درآورند. این چرخدندهها با استفاده از فناوریهای سنتی و با جنس سیلیکون، به صورت مستقیم بر روی یک ریزتراشه ساخته شدهاند.
با تاباندن لیزر بر روی این ماده، محققان میتوانند چرخدنده را به چرخش درآورند. شدت نور لیزر سرعت چرخش را کنترل میکند و حتی میتوان با تغییر قطبیت نور، جهت چرخش را نیز تغییر داد.
کاربردها و چشمانداز آینده
این دستاورد، طرز فکر در مورد مکانیک در مقیاس میکرو را به طور اساسی تغییر میدهد. قابلیت ساخت چنین ماشینهایی به طور مستقیم بر روی یک تراشه و به حرکت درآوردن آنها با نور، امکانات کاملاً جدیدی را فراهم میکند.
این چرخدندهها میتوانند به اندازهای کوچک باشند که به ابعاد سلولهای انسانی (حدود ۱۶ تا ۲۰ میکرومتر) برسند. به همین دلیل، محققان معتقدند که زمینه پزشکی در دسترسترین کاربرد این تکنولوژی است. به گفته گان وانگ، محقق اصلی این مطالعه محققان میتوانند از این میکروموتورها به عنوان پمپ در داخل بدن انسان برای تنظیم جریانهای مختلف استفاده کنند. همچنین در حال بررسی عملکرد آنها به عنوان دریچههایی هستند که باز و بسته میشوند.