Fisica: a La Sapienza di Roma creato motore che va a fotoni

(AGI) – Roma, 29 lug. – Creato un motore che gira solo per
effetto diretto della luce. A metterlo a punto un gruppo di
ricercatori dell’Universita’ La Sapienza di Roma, che hanno
pubblicato i risultati dei loro esperimenti sulla rivista
Nature Communications. Attualmente l’unico modo per trasformare
l’energia del Sole, in movimento e’ quello che passa attraverso
l’utilizzo dei motori elettrici alimentati da cellule
fotovoltaiche. Questa strategia indiretta comporta pero’ un
elevato grado di complessita’ che pone grosse limitazioni alla
miniaturizzazione di motori solari su scala micrometrica.
D’altra parte la generazione di propulsione su piccole scale e’
di importanza cruciale per il funzionamento di micro e
nanomacchine all’interno dei cosiddetti lab on a chip, ovvero
laboratori miniaturizzati su un chip per applicazioni
biomediche. I ricercatori del dipartimento di Fisica della
Sapienza e dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova,
coordinati da Roberto Di Leonardo, docente presso la Scuola
Superiore di Studi Avanzati della Sapienza, hanno messo a punto
una nuova strategia per la conversione diretta ed efficiente
della luce in movimento. Il dispositivo consiste in una “ruota”
di dimensioni comparabili a quelle di un globulo rosso,
rivestita da uno strato di materiale fotoassorbente e sospesa
sulla superficie di un liquido. In presenza di luce, un debole
riscaldamento disomogeneo sbilancia la tensione superficiale
sul contorno dell’oggetto e genera una torsione in grado di
produrre rotazioni di 300 giri al minuto. La rotazione puo’
essere controllata rapidamente e indefinitamente regolando la
potenza della luce che investe l’oggetto. L’efficienza della
conversione di luce in lavoro misurata e’ di circa cinque
ordini di grandezza maggiore degli effetti studiati in
precedenza e permette di generare rotazioni con basse densita’
di potenza luminosa. “La tensione superficiale, che permette ad
esempio ad alcune specie d’insetti di camminare sull’acqua
senza perforarne la superficie, diventa sempre piu’ rilevante
in sistemi di dimensioni via via piu’ piccole – afferma Roberto
Di Leonardo – Su scala micrometrica la tensione superficiale e’
una delle forze di maggiore intensita’ ma generalmente e’
sempre perfettamente bilanciata e non produce spostamenti netti
in una direzione. Quello che abbiamo dimostrato e’ che il
debole riscaldamento generato dalla semplice esposizione alla
luce e’ sufficiente a sbilanciare le forze capillari e produrre
una torsione netta in grado di far ruotare molto rapidamente un
motore microscopico di forma asimmetrica. In futuro questi
micromotori potrebbero trasportare carichi microscopici, come
ad esempio singole cellule, all’interno di dispositivi
miniaturizzati alimentati dalla semplice esposizione alla luce
solare”.
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Source: Agi