โฟโตเทอร์มอลเรโซแนนซ์สำหรับไมโครแอคชูเอเตอร์?

อัปเดต: 11 สิงหาคม 2023

โฟโตเทอร์มอลเรโซแนนซ์สำหรับไมโครแอคชูเอเตอร์?

ด้วยการใช้แสง UV พวกเขาเริ่มที่จะโค้งงอคริสตัล 2,4-dinitroanisole ชนิดใดชนิดหนึ่ง ซึ่งถูกเลือกเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูง ความยาวคลื่น UV ที่เลือกตรงกับจุดสูงสุดในการดูดกลืนแสงในวัสดุ ส่งผลให้เกิดความร้อน

การสังเกตอย่างใกล้ชิดเผยให้เห็นการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนเมื่อเปิด (หรือปิด) UV อย่างกะทันหัน ซึ่งกลายเป็นการเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ (หรือลดลง) ไปที่การโค้งงอ 1.2° ในระยะเวลา 100 มิลลิวินาที และซ้อนทับที่นั้น เกิดเสียงเรียกเข้าเชิงกล ~±0.05° ที่ ความถี่เรโซแนนซ์เชิงกล 390Hz ของคริสตัล

ฮิเดโกะ โคชิมะ นักวิทยาศาสตร์จากวาเซดะกล่าวว่า "เราค้นพบการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่รวดเร็วและมีขนาดเล็กโดยบังเอิญซึ่งเกิดจากผลกระทบจากความร้อนจากแสง" “นอกจากนี้ เราประสบความสำเร็จในการดัดด้วยความเร็วสูงและการโค้งงอขนาดใหญ่โดยการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติจากความร้อนจากแสง”

จากนั้น ทีมงานใช้ประโยชน์จากการค้นพบการกระตุกอย่างรวดเร็วนี้เพื่อให้ได้การเคลื่อนไหวที่มากขึ้น โดยการเต้นของแสง UV ที่ความถี่เรโซแนนซ์ – ภาพซ้ายคริสตัลหนา 6 มม. ยาว 0.15 มม. พร้อมการกระตุ้น 390Hz แบบขยาย

การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยละเอียดเผยให้เห็นว่านี่เป็นผลจากความร้อนเท่านั้น และใช้ได้กับวัสดุอื่นๆ ในวงกว้าง และมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานกล

“ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าคริสตัลที่ดูดซับแสงใดๆ ก็ตามสามารถแสดงการทำงานความเร็วสูงและหลากหลายผ่านการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่สะท้อนออกมา” โคชิมะกล่าว “สิ่งนี้สามารถเปิดประตูสู่การประยุกต์ใช้คริสตัลความร้อนจากแสง ซึ่งนำไปสู่หุ่นยนต์ซอฟต์ในชีวิตจริงที่มีความสามารถในการสั่งงานด้วยความเร็วสูงในที่สุด”

'หุ่นยนต์' ขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ได้อาจขับเคลื่อนด้วยคริสตัลดังกล่าวได้อย่างไรตามที่มหาวิทยาลัยวาเซดะซึ่งทำงานร่วมกับสถาบันโตเกียวแห่ง เทคโนโลยี ในโครงการนี้

งานนี้ได้อธิบายไว้ใน 'การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติที่เกิดจากความร้อนจากแสงสำหรับการกระตุ้นคริสตัลที่หลากหลายและความเร็วสูง' ซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Communications

เอกสารฉบับเต็มมีให้อ่านโดยไม่ต้องชำระเงิน และควรค่าแก่การดูหากเพียงเพื่อดูว่าคณิตศาสตร์ตรงกับการวัดที่แม่นยำเพียงใด

ดูเพิ่มเติม : โมดูล IGBT | จอแสดงผล LCD | ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์