用激光控制的纳米马达

东京大学工业科学研究所(UTokyo-IIS)的研究人员设计了新颖的线性纳米电机，可以使用光沿受控方向移动。这项工作为新型微流控技术开辟了道路，包括带有光致动泵和阀的芯片实验室系统。

纳米机器的世界看起来与包含我们已经习惯的设备的世界有很大不同。例如，给比单个细菌小的马达供电并精确控制马达要比驾驶汽车困难得多。

现在，由UTokyo-IIS领导的一组科学家推出了由金纳米棒制成的线性电动机系统，当暴露于激光时，该纳米电动机可以沿受控方向移动。就像可以通过调整索具而沿任何期望方向移动的帆船一样，这些纳米电机也不受约束来遵循光的方向。而是，即使当它们暴露于从另一个角度传播的激光束时，它们也会根据其方向移动。

该运动由来自粒子的光的横向散射产生的横向光学力提供动力。结果，消除了用透镜聚焦或整形激光束的需要，这曾经是一项艰巨的任务。此外，与以前的设备不同，电动机的尺寸不受光波长的限制。

第一作者田中佳人(Yoshito Tanaka)说：“该方向并不仅限于沿激光或场梯度的方向移动，还取决于纳米粒子本身的方向。” 这项技术的关键是在纳米棒的周期性阵列中进行局部表面等离振子共振(自由电子的集体振荡)。这些会在特定方向上产生散射光。高级作者Shimura Mumura说：“精心设计的纳米棒之间的间距会导致一个方向的相长干涉，而另一个方向的相消干涉。这使我们能够产生方向性散射，从而推动纳米电机。”

研究人员设想使用这项技术为纳米级机械创建一个新平台，该纳米级机械的运动部件遵循预定的路径，同时被散焦的光线推动。这将大大降低这些设备的成本和复杂性，同时还提高了精度和可靠性。