Robtica
Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/09/2025
Os metamateriais, responsveis por receber a luz e gerar trabalho, so “impressos” nas prprias engrenagens, simplificando todo o sistema.
[Imagem: Gan Wang]
Miniaturizando a mecnica
Engrenagens esto em toda parte, dos motores e carros at robs e turbinas elicas. Assim, em praticamente qualquer mquina que queiramos miniaturizar, precisamos tambm miniaturizar as engrenagens.
Gan Wang e colegas da Universidade de Gotemburgo, na Sucia, fizeram isso, mas foram alm de construir engrenagens menores do que um fio de cabelo: Eles construram engrenagens que dispensam motores, podendo ser acionadas por luz.
Na verdade, os pesquisadores mostraram que mquinas microscpicas e robs nas escalas micro e nano podem ser acionados por metamateriais pticos, pequenas estruturas padronizadas que podem capturar e controlar a luz em nanoescala.
Usando litografia tradicional, a equipe construiu tanto as engrenagens quanto o metamaterial para controlar e dirigir a luz, tudo usando uma pastilha de silcio. A estrutura de demonstrao inteira tem um dimetro de algumas dezenas de micrmetros.
Quando a luz de um laser direcionada sobre o metamaterial, o conjunto de engrenagens comea a girar – sem motores e sem qualquer outra complicao mecnica. A intensidade da luz do laser controla a velocidade, e possvel at mesmo inverter a rotao das engrenagens alterando a polarizao da luz.
“Construmos um conjunto de engrenagens no qual uma engrenagem acionada pela luz aciona toda a corrente. As engrenagens tambm podem converter a rotao em movimento linear, realizar movimentos peridicos e controlar espelhos microscpicos para refletir a luz,” disse Wang.
Esquema de fabricao das nanoengrenagens e uma das possibilidades de aplicao na forma de uma nanomquina.
[Imagem: Gan Wang et al. – 10.1038/s41467-025-62869-6]
Novos modos de pensar
A capacidade de integrar mquinas em escalas micro e nano diretamente em um chip, e acion-las diretamente com luz, abre possibilidades inteiramente novas. Como a luz laser no requer nenhum contato fixo com a mquina e fcil de controlar, tudo pode ser dimensionado para microssistemas complexos, como MEMS e NEMS.
Com esses avanos, os pesquisadores esto comeando a imaginar micro e nanomquinas capazes de usar a luz para manipular pequenas partculas ou serem integradas em futuros sistemas do tipo microlaboratrio, os chamados laboratrios em um chip.
As engrenagens fabricadas pela equipe podem alcanar dimenses equivalentes s das clulas humanas, de modo que a medicina tambm se torna uma rea de aplicao potencial.
“Esta uma maneira fundamentalmente nova de pensar sobre a mecnica em microescala. Ao substituir acoplamentos volumosos por outros leves, podemos finalmente superar a barreira do tamanho,” disse Wang. “Podemos usar os novos micromotores como bombas dentro do corpo humano, por exemplo, para regular vrios fluxos. Tambm estou estudando como eles funcionam como vlvulas que abrem e fecham.”
Bibliografia:
Artigo: Microscopic geared metamachines
Autores: Gan Wang, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Mahdi Shanei, Kunli Xiong, Giuseppe Pesce, Mikael Kll, Giovanni Volpe
Revista: Nature Communications
Vol.: 16, Article number: 7767
DOI: 10.1038/s41467-025-62869-6
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