ವಿಶ್ವದ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಮೈಕ್ರೋ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳ ಅನಾವರಣ

ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳು ಎರಡು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸರಳ ರಚನೆ, ಇವೆರಡೂ ಅವುಗಳ ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್‌ಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ.ನಾವು ಸುಮಾರು ಒಂದು ಘನ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಪರಿಮಾಣದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಟೇಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮೂಲಮಾದರಿಯ ಮೈಕ್ರೋ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದೇವೆ.ಒಂದು ಕ್ಯೂಬಿಕ್ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಸ್ಟೇಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮೂಲಮಾದರಿ ಮೋಟಾರ್ 10 μNm ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ.ಈ ನವೀನ ಮೋಟಾರು ಈಗ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಟಾರ್ಕ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ಚಿಕ್ಕ ಮೈಕ್ರೋ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟರ್ ಆಗಿದೆ.

ಮೊಬೈಲ್ ಮತ್ತು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಕನಿಷ್ಠ ಆಕ್ರಮಣಶೀಲ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳವರೆಗೆ ಹಲವಾರು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಮೈಕ್ರೋ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಮಿತಿಗಳು ಒಂದು-ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ನಿಯೋಜನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಿವೆ.ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಮೋಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸುರುಳಿಗಳು, ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು ಮತ್ತು ಬೇರಿಂಗ್‌ಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಸಂಕೀರ್ಣ ಘಟಕಗಳ ಚಿಕಣಿಕರಣದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕೇಲಿಂಗ್‌ನಿಂದಾಗಿ ತೀವ್ರವಾದ ಟಾರ್ಕ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳು ಮೈಕ್ರೊಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ (MEMS) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸ್ಕೇಲೆಬಿಲಿಟಿಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ದುರ್ಬಲ ಚಾಲನಾ ಶಕ್ತಿಯು ಅವುಗಳ ಮುಂದಿನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಿದೆ.
ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಾರ್ಕ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸರಳ ಘಟಕಗಳ ಕಾರಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೈಕ್ರೊಮೋಟರ್‌ಗಳಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ವರದಿಯಾಗಿರುವ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟರ್ 0.25 ಮಿಮೀ ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 1 ಮಿಮೀ ಉದ್ದವಿರುವ ಲೋಹೀಯ ಘಟಕವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಿಲೋಡ್ ಯಾಂತ್ರಿಕತೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಅದರ ಒಟ್ಟು ಗಾತ್ರವು 2-3 ಮಿಮೀ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಟಾರ್ಕ್ ಮೌಲ್ಯವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ (47 nNm) ಅನೇಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲು.
ಟೊಯೊಹಾಶಿ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯ ಸಂಶೋಧಕರಾದ ಟೊಮೊಕಿ ಮಾಶಿಮೊ ಅವರು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಒಂದು ಘನ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಸ್ಟೇಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮೈಕ್ರೋ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟರ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಇದುವರೆಗೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟಾರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.ಥ್ರೂ-ಹೋಲ್ ಮತ್ತು ಪ್ಲೇಟ್-ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅದರ ಬದಿಗಳಿಗೆ ಅಂಟಿಕೊಂಡಿರುವ ಲೋಹೀಯ ಘನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ಟೇಟರ್ ಅನ್ನು ಯಾವುದೇ ವಿಶೇಷ ಯಂತ್ರ ಅಥವಾ ಜೋಡಣೆ ವಿಧಾನಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೇ ಅಳೆಯಬಹುದು.ಮೂಲಮಾದರಿಯ ಮೈಕ್ರೋ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಮೋಟರ್ 10 μNm ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ (ಕಪ್ಪೆಯು 1 mm ತ್ರಿಜ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಮೋಟಾರ್ 1-g ತೂಕವನ್ನು ಎತ್ತುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು 3000 rpm ನ ಕೋನೀಯ ವೇಗವನ್ನು ಸರಿಸುಮಾರು 70 Vp-p ನಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಿದೆ.ಈ ಟಾರ್ಕ್ ಮೌಲ್ಯವು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಮೈಕ್ರೋ ಮೋಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ 200 ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಭಾಗಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸಲು ಬಹಳ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ.