摘要：在一个令人振奋的突破中，哥德堡大学的研究人员成功制造了比人类头发还细的微型光动力齿轮。这一创新为微型机器和未来医学工具的开发提供了全新的动力源，将微米尺度的机械系统提升到前所未有的水平。

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250918025025.htm

在一个令人振奋的突破中，哥德堡大学的研究人员成功制造了比人类头发还细的微型光动力齿轮。这一创新为微型机器和未来医学工具的开发提供了全新的动力源，将微米尺度的机械系统提升到前所未有的水平。

微米齿轮的革命

微型齿轮在现代科技中扮演着重要角色，从钟表到机器人，无所不在。然而，制造更小的齿轮一直以来面临技术限制。在过去30年中，尽管科学家们在开发微型发动机方面进行了大量努力，制造出直径小于0.1毫米的齿轮一直是个难题，主要由于缺乏有效的传动系统。

哥德堡大学的研究者们终于打破了这一瓶颈，采用激光而非传统机械方式来驱动齿轮运动。通过运用光学超材料，这些微型齿轮能够以极小的尺寸实现高效运转，为微型机器人和医学设备铺平道路。每个微型齿轮的直径约为0.016毫米，能够轻松装入一根人类头发中。

光驱动的机制

右起第三档有一种光学超材料，它会对激光做出反应并使齿轮移动。所有齿轮都是直接在芯片上用二氧化硅制成的。每个齿轮的直径约为 0.016 毫米。图片来源：王甘

在这项研究中，研究团队展示了如何利用光学超材料驱动微型机器。这种超材料是由细小的结构组成，能在纳米尺度上捕获和控制光。通过光刻技术，研究者们在微芯片上通过硅材料制造齿轮，并通过激光照射使其旋转。激光的强度决定了齿轮的转速，研究人员还可以通过改变激光的偏振调节齿轮的转动方向。

“我们构建了一种光驱动的齿轮系统，能够执行包括周期性运动和控制微观反射镜在内的多种任务，”该研究的第一作者、哥德堡大学的软物质物理学研究员甘王表示。

未来医学应用设想

随着这一技术的进步，研究者们开始设想微型机器在医学领域的潜在应用。这些微电机可以用于人体内的泵和阀门，调节流量。例如，微型齿轮可以操作特定的生物物质，实现精确的释放和调控，从而大幅提升医疗设备的灵活性和控制能力。

“我们预计新型微电机能在细胞尺寸的范围内运行，允许其与人体细胞直接交互，”甘王补充道。“这将使得在生物医学中使用嵌入式微型设备成为可能，推动个性化医疗的进展。”

超越机械设计的界限

甘王强调，这一技术的成功标志着一种全新的思维方式，通过用光取代传统的机械部件，研究人员能够突破物理尺寸的限制。这种方法不仅开辟了微观系统的设计新领域，还为实现更复杂的微型机器提供了可能性。

由于激光驱动不依赖于物理接触，使得这些微电机可以在液体和其他环境中灵活运作，极大地拓展了其应用范围。随着微电机技术的进一步发展，科学家们期待这将对生物医学、环境监测、和微型机器人技术产生深远的影响。

哥德堡大学的这一突破为微米级电机的未来发展提供了新视野。通过创新的光驱动方法，科学家们正在重塑我们对微型机械系统的理解，并为医学领域的应用开辟了新的可能。随着研究不断进展，这项技术或将在未来的医疗设备中发挥不可估量的作用，推动个性化和精准医疗的发展。

来源：人工智能学家