Tourner en rond. Une sphère de silice de taille micrométrique avec des inclusions irrégulières d'oxyde de fer est piégée par des pincettes optiques (la zone rouge indique la lumière laser focalisée). Le chauffage de la sphère par la lumière fait qu'un mélange liquide presque critique développe des variations de concentration locales (bulles traînantes) qui poussent la sphère à tourner autour du faisceau. Crédit :F. Schmidt/Univ. de Göteborg
Une équipe internationale de chercheurs a développé un minuscule, moteur à base liquide alimenté par un fluide de démixtion. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leur petit moteur et les utilisations possibles de celui-ci.
Le moteur est essentiellement une minuscule sphère en orbite autour d'un faisceau laser dans une solution liquide. La sphère dans les expériences était extrêmement petite (2,48 micromètres de diamètre) et faite d'oxyde de fer et de silice. La solution liquide était un mélange d'eau et de lutidine. Les deux ingrédients étaient importants, parce qu'ensemble, ils formaient un mélange liquide critique qui se séparerait à une température souhaitée. Dans ce cas, la séparation s'est produite lorsque sa température s'est réchauffée à environ 34 degrés C.
Le démarrage du petit moteur impliquait d'abord de placer la sphère dans la solution liquide (tenue en dessous de son point de séparation), puis de la capturer avec une pince à épiler optique - un faisceau laser. Initialement, la sphère était maintenue en place. L'oxyde de fer a permis à la sphère d'absorber la chaleur, qui a propulsé la sphère loin du centre du faisceau optique de la pince à épiler. La puissance du faisceau laser a ensuite été lentement augmentée, faisant monter la température de la sphère, ce qui à son tour a provoqué une élévation de la température du liquide environnant. Finalement, lorsque la température du liquide atteint son point critique, les deux fluides sont devenus non mélangés, forçant la sphère à bouger légèrement. Mais parce qu'il était toujours maintenu en place par la pince à épiler, il s'est déplacé dans un arc partiel. La température de la sphère a chauffé le liquide, poussant davantage la sphère lorsqu'elle a atteint son point de démixtion. Cela s'est produit à plusieurs reprises, en poussant la sphère tout autour de la pince à épiler. Il a continué à tourner autour de la pince à épiler aussi longtemps que la puissance laser était appliquée.
Les chercheurs notent que le système avait une petite plage de températures dans laquelle la sphère orbiterait en douceur - l'application d'une faible puissance laser a provoqué l'arrêt de la sphère, trop et l'orbite de la sphère deviendrait erratique et à un moment donné, il se libérerait de l'emprise de la pince à épiler. Les chercheurs suggèrent que leur moteur pourrait être utilisé comme un petit mélangeur.
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