Suko Waspodo
Mikrodron dengan Nanomotor yang Digerakkan oleh Cahaya
Teknologi | 2022-05-01 07:44:48
Mendorong drone berukuran mikrometer hanya dengan menggunakan cahaya dan menggunakan kontrol yang presisi: Fisikawan di Universitas Würzburg telah berhasil dalam hal ini untuk pertama kalinya. Mikrodron mereka secara signifikan lebih kecil dari sel darah merah.
Penunjuk laser genggam tidak menghasilkan gaya rekoil yang terlihat saat "ditembakkan" -- meskipun memancarkan aliran partikel cahaya yang terarah. Alasan untuk ini adalah massanya yang sangat besar dibandingkan dengan impuls mundur yang sangat kecil yang disebabkan oleh partikel cahaya saat meninggalkan penunjuk laser.
Namun, sudah lama jelas bahwa gaya rekoil optik memang dapat memiliki efek yang sangat besar pada partikel kecil yang sesuai. Misalnya, ekor komet menjauhi Matahari sebagian karena tekanan ringan. Penggerak pesawat ruang angkasa ringan melalui layar ringan juga telah dibahas berulang kali, yang terbaru sehubungan dengan proyek "tembakan bintang", di mana armada pesawat ruang angkasa mini akan dikirim ke Alpha Centauri.
Drone quadcopter biasa sebagai model
Dalam jurnal Nature Nanotechnology, fisikawan Würzburg yang dipimpin oleh Profesor Bert Hecht (Ketua Fisika Eksperimental 5, Nano-Optics Group) kini telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa adalah mungkin untuk tidak hanya mendorong objek berukuran mikrometer secara efisien di lingkungan berair dengan cahaya, tetapi juga mengendalikannya secara tepat pada permukaan dengan ketiga derajat kebebasan (dua translasi ditambah satu rotasi).
Dalam melakukannya, mereka terinspirasi oleh drone quadcopter biasa, di mana empat rotor independen memungkinkan kendali penuh gerakan. Kemungkinan kendali tersebut menawarkan opsi yang sama sekali baru untuk penanganan objek nano dan mikro yang biasanya sangat sulit, misalnya, untuk perakitan struktur nano, untuk analisis permukaan dengan presisi nanometer, atau di bidang kedokteran reproduksi.
Cakram polimer dengan hingga empat motor nano yang digerakkan oleh cahaya
Mikrodron Würzburg terdiri dari cakram polimer transparan dengan diameter 2,5 mikrometer. Hingga empat nanomotor yang dapat dialamatkan secara independen yang terbuat dari emas tertanam dalam disk ini.
"Motor ini didasarkan pada antena optik yang dikembangkan di Würzburg, -- yaitu, struktur logam kecil dengan dimensi kurang dari panjang gelombang cahaya," kata Xiaofei Wu, postdoc di kelompok penelitian Hecht. "Antena ini secara khusus dioptimalkan untuk menerima cahaya terpolarisasi sirkular. Ini memungkinkan motor menerima cahaya terlepas dari orientasi drone, yang sangat penting untuk penerapannya. Pada langkah selanjutnya, energi cahaya yang diterima kemudian dipancarkan oleh motor di arah tertentu untuk menghasilkan gaya rekoil optik, yang bergantung pada rasa rotasi polarisasi (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam) dan pada salah satu dari dua panjang gelombang cahaya yang berbeda."
Hanya dengan ide inilah para peneliti dapat mengendalikan mikrodrone mereka secara efisien dan tepat. Karena massa drone yang sangat kecil, akselerasi ekstrim dapat dicapai.
Pengembangan mikrodrone itu menantang. Ini dimulai pada tahun 2016 dengan hibah penelitian oleh VW Foundation yang didedikasikan untuk proyek-proyek berisiko.
Fabrikasi yang tepat berdasarkan emas kristal tunggal
Pembuatan nanomotor yang sangat presisi sangat penting untuk fungsi mikrodron. Penggunaan ion Helium yang dipercepat sebagai sarana untuk memotong struktur nano dari emas monokristalin ternyata menjadi pengubah permainan. Pada langkah selanjutnya, tubuh drone diproduksi menggunakan litografi berkas elektron. Akhirnya, drone harus dilepaskan dari substrat dan dibawa ke dalam larutan.
Dalam percobaan lebih lanjut, loop umpan balik diimplementasikan untuk secara otomatis memperbaiki pengaruh eksternal pada mikrodrone untuk mengendalikannya dengan lebih tepat. Selanjutnya, tim peneliti berupaya untuk melengkapi opsi kendali sehingga ketinggian drone di atas permukaan juga dapat dikendalikan. Dan tentu saja, tujuan lainnya adalah untuk memasang alat fungsional ke mikrodrone.
(Materials provided by University of Würzburg)
***
Solo, Minggu, 1 Mei 2022. 7:25 am.
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
Disclaimer
Retizen adalah Blog Republika Netizen untuk menyampaikan gagasan, informasi, dan pemikiran terkait berbagai hal. Semua pengisi Blog Retizen atau Retizener bertanggung jawab penuh atas isi, foto, gambar, video, dan grafik yang dibuat dan dipublished di Blog Retizen. Retizener dalam menulis konten harus memenuhi kaidah dan hukum yang berlaku (UU Pers, UU ITE, dan KUHP). Konten yang ditulis juga harus memenuhi prinsip Jurnalistik meliputi faktual, valid, verifikasi, cek dan ricek serta kredibel.
