Onderzoekers van de Faculteit Natuurkunde van de Universiteit van Warschau, met collega's uit Polen en China gebruikte vloeibare kristal-elastomeertechnologie om een ​​roterende micromotor aangedreven door licht te demonstreren. De ring met een diameter van 5 millimeter, aangedreven en gecontroleerd door een laserstraal, kan draaien en werkzaamheden verrichten, bijv. door een ander element te roteren dat op dezelfde as is geïnstalleerd.

Rotatiebewegingen in de natuur zijn zeer zeldzaam, terwijl het tegelijkertijd alomtegenwoordig is in onze beschaving. Hoewel we een verscheidenheid aan roterende motoren kunnen bouwen, ze bestaan ​​meestal uit vele elementen en het maakt hun miniaturisatie moeilijk. Echter, er is een groep materialen die de constructie van kleine, bewegende en/of mobiele apparaten - vloeibare kristalelastomeren (LCE's). Onderzoek naar deze materialen richt zich voornamelijk op het ontwerp van LCE-vormen en de verandering ervan bij laserbelichting (bijv. krimpen, buigen).

Vloeibare kristalelastomeren zijn slimme materialen die macroscopische, snel, omkeerbare vormverandering onder verschillende stimuli, inclusief verlichting met zichtbaar licht. Ze kunnen in verschillende vormen worden vervaardigd in de micro- en millimeterschaal en, door de moleculaire oriëntatietechniek, ze kunnen complexe bedieningsmodi uitvoeren.

Onderzoeker van de Universiteit van Warschau met collega's van de afdeling Wiskundige Wetenschappen aan de Xi'an Jiaotong-Liverpool Universiteit in Suzhou, China; Instituut voor Toegepaste Natuurkunde aan de Militaire Technische Universiteit in Warschau; en centrum voor polymeer- en koolstofmaterialen van de Poolse Academie van Wetenschappen in Zabrze, Polen, hebben nu een micromotor ontwikkeld die roteert dankzij de bewegende vervorming van het zachte materiaal, veroorzaakt door de laserstraal en zijn interactie met de grond. Het belangrijkste onderdeel - de rotor - is een ring van 5 millimeter. Een passend ontwerp van de oriëntatie van de elastomeermoleculen zorgt voor stabiele prestaties van de micromotor of kan de rotatiesnelheid verhogen.

"Ondanks lage snelheid, ongeveer één omwenteling per minuut, onze motor stelt ons in staat om de micromechanica van intelligente zachte materialen vanuit een ander perspectief te bekijken en geeft stof tot nadenken als het gaat om hun potentiële gebruik, " zegt Dr. Klaudia Dradrach van de Photonic Nanostructure Facility. Het motorontwerp is geïnspireerd op ring-piëzo-elektrische motoren, vaak gevonden in autofocusmechanismen van fotografische lenzen. De bijdrage van wetenschappers van de Poolse Academie van Wetenschappen in Zabrze en de Militaire Technische Universiteit was cruciaal voor de ontwikkeling van de methode voor reproduceerbare fabricage van LCE-miniatuurcomponenten. Opmerkelijk, jonge onderzoekers namen deel aan het onderzoek, waaronder Mikolaj Rogoz en Przemyslaw Grabowski, doctoraat studenten van de Faculteit der Natuurkunde van de Universiteit van Warschau.

Onderzoekers die eerder een door licht aangedreven slakkenrobot hebben gedemonstreerd die beweegt zoals zijn natuurlijke verwanten, geloven dat nieuwe intelligente materialen in combinatie met geavanceerde fabricagemethoden hen in staat zullen stellen verdere miniatuurcomponenten en aandrijvingen te bouwen.