Den mindste mikro-griber, dyrket på optiske fibre, betjenes eksternt med lys

Forskere ved Det Fysiske Fakultet, Universitetet i Warszawa, brugte liquid crystal elastomer-teknologien til at demonstrere en række mikroværktøjer dyrket på optiske fibre. De 200 mikrometer gripere styres eksternt, uden elektriske ledninger eller pneumatiske slanger, med grønt lys leveret gennem fibrene - absorberet lysenergi omdannes direkte til griberkæbernes handling.

Gribende objekter er en grundlæggende færdighed for levende organismer, fra de mikroskopiske rotorer, gennem den menneskelige hånds fantastiske fingerfærdighed, til kæberne på rovhvaler og bløde tentakler af kæmpe blæksprutter, og er også afgørende for mange teknologier, der altid krymper. Mekaniske gribere, drives af elektrisk, pneumatisk, hydrauliske eller piezoelektriske servoer, bruges i skalaer ned til millimeter, men deres kompleksitet og behov for kraftoverførsel forhindrer miniaturisering.

Forskere ved Det Fysiske Fakultet ved universitetet i Warszawa med kolleger fra AGH University of Science and Technology i Cracow, Polen har nu brugt flydende krystal elastomer mikrostrukturer, der kan ændre form som reaktion på lys til at bygge et lysdrevet mikroværktøj-optisk tang. Enheden blev bygget ved at dyrke to bøjningskæber på spidserne af optiske fibre i hårstørrelse.

Liquid Crystalline Elastomers (LCEs) er smarte materialer, der reversibelt kan ændre form under belysning med synligt lys. I deres prototype, forskere kombinerede de lysdrevne LCE'er med en ny metode til fremstilling af mikrometerskala strukturer:når UV-lys sendes gennem den optiske fiber, en kegleformet struktur vokser ved fiberspidsen. Den lysinducerede mekaniske reaktion af således dyrket mikrostruktur afhænger af molekylernes orientering inde i elastomerelementet og kan styres for at få bøjning eller kontraherende mikroaktuatorer. Den nye elastomer-vækstteknik tilbyder let en række mikrometer-skalaer, fjernstyrede funktionelle strukturer-byggesten til mikroværktøjskassen.