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Des métacars microscopiques fonctionnant à la lumière

01.10.2021

Des chercheurs de la Chalmers University of Technology (Suède) sont parvenus à créer de minuscules véhicules qui ne fonctionnent qu'à la lumière. En superposant une métasurface optique au-dessus d'une particule microscopique, puis en utilisant une source de lumière pour la contrôler, ils ont pu déplacer de minuscules véhicules d'une myriade de manières complexes et précises - et même les utiliser pour transporter d'autres objets.

La lumière a la capacité de déplacer des objets microscopiques, une propriété précédemment utilisée pour développer l'idée de recherche "pince optique" lauréate du prix Nobel, qui utilise un faisceau laser hautement focalisé pour manipuler et manœuvrer de minuscules particules avec une précision incroyable.

Aujourd'hui, une équipe de recherche de l'Université de technologie Chalmers et de l'Université de Göteborg a montré comment même la lumière non focalisée peut être utilisée pour manœuvrer des particules microscopiques de manière contrôlée.

Les chercheurs ont produit des voitures mesurant 10 micromètres de large et 1 micromètre d'épaisseur - un millième de millimètre. Les véhicules se composaient d'une minuscule particule recouverte de quelque chose connu sous le nom de "métasurface". Les métasurfaces sont des structures ultraminces de nanoparticules soigneusement conçues et ordonnées conçues pour guider la lumière de manière intéressante et inhabituelle. Ils offrent des possibilités intéressantes d'utilisation dans des composants avancés pour des applications optiques telles que des caméras, des microscopes et des écrans électroniques. Ils sont généralement considérés comme des objets immobiles et leur utilisation est considérée comme la capacité de contrôler et d'affecter la lumière. Mais ici, les chercheurs l'ont examiné sous un angle différent, explorant comment les forces résultant de la variation de l'impulsion lumineuse peuvent être utilisées pour contrôler la métasurface.

Les chercheurs ont pris leurs véhicules microscopiques, qu'ils ont appelés "métacars", et les ont placés au fond d'un réservoir d'eau, puis ont utilisé un laser faiblement focalisé pour faire briller une onde lumineuse plane vers eux. Grâce à un processus purement mécanique - la chaleur générée par la lumière ne joue aucun rôle dans l'effet - les voitures pouvaient être déplacées selon différents schémas. En ajustant l'intensité et la polarisation de la lumière, les chercheurs sont capables de contrôler le mouvement et la vitesse des véhicules avec une grande précision, en les déplaçant dans différentes directions et en utilisant des motifs complexes tels que la figure de huit.

Les chercheurs ont également expérimenté l'utilisation de véhicules comme convoyeurs pour déplacer de petites particules autour du réservoir. Les métacars se sont avérés capables de transporter facilement des objets, y compris des billes de polystyrène microscopiques et des particules de levure, dans l'eau. Ils ont même réussi à repousser une particule de poussière 15 fois plus grosse que le métacar lui-même.

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L'écran tactile et le clavier QWERTY ajoutent du confort. L'appareil prend en charge le service Skype, est capable de se connecter aux points d'accès Wi-Fi, ainsi que de prendre des photos et des vidéos sur la caméra Web intégrée. La fréquence de fonctionnement du processeur est de 320 MHz. La diagonale d'affichage est de 4,1", et la résolution est de 800 x 480 pixels.

Pour stocker des informations, 128 Mo de RAM et un lecteur flash de 256 Mo sont utilisés. Parmi les interfaces sans fil, en plus du Wi-Fi, l'appareil prend également en charge Bluetooth. Prix estimé - S530.

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