Viimaste aastate tehnoloogiaarengud on toonud üha lähemale võimaluse ehitada imetillukesi motoriseeritud roboteid. Üheks lootustandvaks rakenduseks neile on operatsioonide teostamine otse inimese veresoontes, kuhu ligipääs kateetri abil on raskendatud. Niisugused robotid vajavad paraku veelgi pisemaid mootoreid ja seni on suureks takistuseks olnud just vähem kui millimeetriste mõõtmetega mootorite väljatöötamine.
Nüüd on Austraalia teadlased valmis ehitanud piesoelektrilisel efektil põhineva mikromootori, mille läbimõõt on kõigest neljandik millimeetrit ja katsemudel arendab võimsust 4 mikrovatti. Hinnanguliselt on seda siiski umbes viis korda vähem, kui niisuguse mootoriga varustatud viburujuril kuluks väikestes arterites vastuvoolu ujumiseks. Sellele vaatamata on teadlased optimistlikud järgmiste mudelite suurema võimsuse suhtes. Pisike mootor kasutab energiaallikaks piesoelektrilist kristallikest, mis vahelduvvoolu mõjul tõmbub ühes sihis kokku ja paisub perioodiliselt. Piesokristalli külge kinnitub keerdvedru meenutav heeliksikujulise sisselõikega toruke. Kui seda torukest otsast tõugata, pöördub teine ots veidi ühes suunas, tõmmates vastupidises suunas. Niisugune pöördvõnkumine toimub küll sama sagedusega kui pikivõnkumine, kuid jääb viimasest veidi maha. Kui torukese mõõtmed õigesti valida, saab tänu piki- ja pöördvõnkumiste vahelisele viivitusele sundida torukese vaba otsa liikuma ellipsikujulisel trajektooril. Kui aga torukese vaba ots puutub kokku vabalt pöörleva kettakesega, hakkab ta kettakest hõõrdumise abil ringi ajama ja mootor ongi valmis. Niisuguse disaini eeliseks peetakse osade suhteliselt lihtsat ehitust, mis võimaldab mootori mõõtmeid piisavalt vähendada. Lisatud videolt võib näha animatsiooni töötavast mootorikesest ja selle põhjal ehitatud viburujurist.
Video: MicroNanophysics Laboratory at Monash University Clayton VIC Australia
Allikad:
1. J. Micromech. Microeng. 19 022001: Piezoelectric ultrasonic resonant motor with stator diameter less than 250 µm: the Proteus motor
2. physicsworld.com: Micromotor could navigate human bloodstream
Toimetas Erik Randla