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빛으로 구동되는 매우 작은 모터

빛으로 구동되는 매우 작은 모터

  • #소형 모터
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MIT 연구진은 거친 분자에서부터 박테리아 크기의 입자까지 다양한 입자들을 광선으로 조작할 수 있는 새로운 시스템을 개발했다. 이 시스템은 고가의 특수 광원이 아니라 단지 빛만을 사용해서 작동된다.

빛으로 질량을 조작하려는 대부분의 연구는 정교한 레이저 광선 또는 특수한 장비를 사용한다. 이번 연구진은 빛을 이용해서 이러한 기계적 효과를 얻을 수 있는지를 조사했다. 초기 테스트의 경우에, 야누스(양면) 입자라고 불리는 비대칭 입자를 사용했고, 이것은 1 마이크로미터로 단지 사람 머리카락의 100분의 1 정도에 불과했다. 이 작은 구체는 매우 얇은 금 층으로 측면을 코팅한 실리카 코어로 구성되어 있다.

빛에 노출될 때, 이런 입자는 광선의 방향에 따라서 대칭축이 이동하는 상호작용이 발생한다. 이런 상호작용은 입자가 회전하게 만든다. 단일 광선으로 많은 수의 입자들을 동시에 작동시킬 수도 있다. 이것은 한 번에 많은 수의 입자들을 제어할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 이것은 나노입자 및 분자 기계의 광학적 조작을 연구하는 분야에 큰 관심을 끌 수 있을 것이다.

이 연구는 작년에 노벨 물리학상을 받은 연구인 토폴로지 물리학과 부합하는 것이다. 입자의 모양과 구조에 따른 반응을 조사한다면, 이런 분야에 새로운 동력을 마련할 수 있을 것이다. 이 연구는 간단한 방법으로 입자의 위치를 이동하는 것과 같은 다양한 종류의 입자 조작을 할 수 있기 때문에 빛을 사용해서 신체 내부의 입자를 움직이게 하는 것과 같은 새로운 의학 치료에 적용될 수 있을 것이다.

이 연구결과는 저널 Science Advances에 “Topologically enabled optical nanomotors” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1126/sciadv.1602738).

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