En utilisant la lumière UV, ils ont entrepris de courber un type particulier de cristaux de 2,4-dinitroanisole, choisis en raison de leur coefficient de dilatation thermique élevé. La longueur d'onde UV sélectionnée correspond à un pic d'absorption dans le matériau, ce qui entraîne un échauffement.
Une observation attentive a révélé un mouvement compliqué lorsque les UV ont été activés (ou désactivés) soudainement, ce qui s'est avéré être une montée (ou une chute) exponentielle jusqu'à une courbure de 1.2 ° sur 100 ms et, superposée à cela, une sonnerie mécanique d'environ ± 0.05 ° à la fréquence de résonance mécanique de 390 Hz du cristal.
"Nous avons découvert par hasard des vibrations naturelles rapides et petites induites par l'effet photothermique", a déclaré Hideko Koshima, scientifique de Waseda. "De plus, nous avons obtenu une flexion à grande vitesse et importante en faisant résonner par photothermie la vibration naturelle."
L'équipe a ensuite exploité cette découverte d'une contraction rapide pour obtenir plus de mouvement, en pulsant les UV à la fréquence de résonance - image à gauche, Cristal de 6 mm de long et 0.15 mm d'épaisseur avec stimulation étendue à 390 Hz.
Une modélisation mathématique détaillée a révélé qu'il s'agit d'un effet purement thermique, et donc largement applicable à d'autres matériaux, et qu'il est efficace pour convertir l'énergie optique en énergie mécanique.
"Nos découvertes montrent que tout cristal absorbant la lumière peut présenter un actionnement polyvalent et à grande vitesse grâce à des vibrations naturelles résonnantes", a déclaré Koshima. "Cela peut ouvrir des portes aux applications des cristaux photothermiques, menant éventuellement à des robots mous réels avec une capacité d'actionnement à grande vitesse."
Le travail est décrit dans «Vibration naturelle induite par la photothermie pour l'actionnement polyvalent et à grande vitesse des cristaux», publié dans Nature Communications.
Le document complet peut être lu sans paiement et vaut le coup d'œil, ne serait-ce que pour voir avec quelle précision les calculs correspondent aux mesures.
Voir plus : modules IGBT | écrans LCD | Les composants électroniques