Investigadores del Instituto de Ciencias Industriales, la Universidad de Tokio (UTokyo-IIS) ha diseñado novedosos nanomotores lineales que se pueden mover en direcciones controladas utilizando luz. Este trabajo abre el camino a nuevos microfluidos, incluidos los sistemas de laboratorio en un chip con bombas y válvulas accionadas ópticamente.

El mundo de las máquinas a nanoescala se ve muy diferente al que contiene los artilugios a los que nos hemos acostumbrado. Por ejemplo, alimentar y controlar con precisión un motor más pequeño que una sola bacteria puede ser mucho más difícil que, decir, conduciendo un auto.

Ahora, Un equipo de científicos dirigido por UTokyo-IIS ha introducido un sistema de motores lineales hechos de nanobarras de oro que pueden moverse en una dirección controlada cuando se exponen a la luz láser. Como un velero que puede moverse en cualquier dirección deseada ajustando el aparejo, estos nanomotores no están obligados a seguir la dirección de la luz. Bastante, se mueven en función de su orientación incluso cuando se exponen a un rayo láser que se desplaza desde otro ángulo.

El movimiento es impulsado por la fuerza óptica lateral creada a partir de la dispersión lateral de la luz de las partículas. Como resultado, la necesidad de enfocar o dar forma al rayo láser con lentes, que alguna vez fue una tarea difícil, está eliminado. Además, los tamaños de los motores no están limitados por la longitud de onda de la luz, a diferencia de los dispositivos anteriores.

"En lugar de limitarse a moverse en la dirección de la luz láser o el gradiente de campo, la dirección está determinada por la orientación de las propias nanopartículas, ", dice el primer autor Yoshito Tanaka. La clave de esta tecnología es la resonancia del plasmón de superficie localizada (oscilaciones colectivas de electrones libres) dentro de matrices periódicas de nanovarillas. Estas pueden producir luz dispersa en una dirección particular". a la interferencia constructiva en una dirección y la interferencia destructiva en la otra. Esto nos permite producir dispersión direccional para impulsar el nanomotor, "dice el autor principal Tsutomu Shimura.

Los investigadores visualizan el uso de esta tecnología para crear una nueva plataforma para maquinaria de tamaño nanométrico con partes móviles que siguen caminos predeterminados mientras son empujados por una luz desenfocada. Esto reducirá en gran medida el costo y la complejidad de estos dispositivos y, al mismo tiempo, mejorará la precisión y confiabilidad.

El trabajo está publicado en Avances de la ciencia como "Nanomotor lineal plasmónico que emplea fuerzas ópticas laterales".