Традиционные способы приведения различных предметов в движение все еще сохраняют свою актуальность и, возможно, еще долгое время будут основным средством манипуляции крупными объектами. Но параллельно, хоть и на теоретическом уровне, развивается концепция светового передвижения объектов по принципу активации так называемых наноузоров. Новые исследования ученых Калифорнийского технологического института продемонстрировали очередной шаг в продвижении данной разработки.
Принцип действия оптических пинцетов
Еще десятилетия назад был открыт способ манипуляции мелкими наночастицами без применения специальных конструкционных приспособлений в прямом контакте с целевым объектом. В качестве источника условной силы применялись оптические пинцеты, благодаря которым выполнялось смещение крошечных объектов под действием радиационного излучения. Данный принцип авторы исследования сравнивают с воздействием воздушных потоков на шарик для пинг-понга. Поддерживая постоянный поток, можно удерживать легкий объект на весу. По схожим принципам действуют и световые источники, но на более сложном технологическом уровне.
Проблема перемещения крупных объектов
Развитие технологии было бы невозможно без перспектив манипуляции тяжелыми объектами, иначе практическое применение оптических пинцетов так и осталось бы в жестких ограничениях узких областей. Прорыв в этом направлении как раз и сделали калифорнийские ученые, предложив использовать не только функционал источника света в виде лазеров, но и поверхность объекта левитации. Для этого применяется технология организации наноразмерных узоров, покрывающих поверхность целевого предмета. Структура каждого узора работает таким образом, что прямое воздействие светового потока активизирует процессы возмущения структуры, благодаря которому объект выравнивает свое положение в определенной конфигурации. Данная физическая возможность позволяет не просто удерживать объект на весу, но и задавать ему нужные направления в процессе левитации путем изменения параметров воздействия световой волны.
Перспективы технологии
Новая разработка открывает колоссальные возможности для практического использования. Заглядывая в будущее, ученые предполагают, что технология наноузоров может внести существенный вклад в исследование космоса. Летательные аппараты, поверхность которых будет покрыта наноузорами, смогут преодолевать огромные расстояния, не говоря о развитии невиданных прежде скоростных показателей. Что еще важно, такие корабли смогут обходиться без топлива, а их световой "двигатель" при этом будет находиться и обслуживаться прямо на Земле.
Насколько могут оправдаться ожидания ученых из Калифорнийского университета, на сегодняшний день сложно оценить. Возможности разработки пока формулируются на теоретическом уровне, но в условиях реализации на практике, как это часто бывает со многими инновационными технологиями, вполне могут обнаружиться и проблемы совсем иного порядка, о которых на данном этапе специалисты не имеют и представления.
