Американські вчені створили композиційний матеріал, здатний змінювати свої магнітні властивості при нагріванні світлом. Якщо викликаний нагріванням фазовий перехід відбувається біля магніту, матеріал, що втратив свої ферромагнітні властивості, починає рухатися відносно нього, пишуть автори в журналі. Автори використовували цей ефект у створенні декількох пристроїв-прототипів, серед яких були керований світлом мотор і захоплення для легких предметів.
Оскільки електромотори не завжди зручно застосовувати в різних пристроях, вчені розробляють альтернативні види актуаторів. У них використовуються різні принципи роботи: деякі працюють на зміні внутрішнього тиску, інші використовують електричний струм, що проходить по них, для зміни своєї форми. В обох випадках актуатор повинен бути підключений до джерела тиску або струму. Тим не менш, існують і незалежні актуатори, засновані на зовнішніх стимулах, таких як світло, магнітне поле і нагрівання.
Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) і його колеги з Університету Тафтса і Лос-Аламоської національної лабораторії створили матеріал, форму якого можна змінювати за допомогою всіх цих стимулів. Він являє собою композит з еластичної матриці і частинок оксиду хрому CrO2 діаметром близько десяти мікрометрів. Дослідники вибрали частинки саме цього матеріалу, тому що він проявляє ферромагнітні властивості при кімнатній температурі, але його точка Кюрі (температура фазового переходу, в даному випадку викликає перехід в парамагнітний стан) знаходиться на рівні 110-120 градусів Цельсія, що досить низько для зручного управління магнітними властивостями. Як матеріал матриці вчені застосовували два різні матеріали - полідіметилсілоксан (PDMS) і білок фіброїн, що становить основу шовку.
Для того, щоб опромінення світлом і викликаний цим нагрів приводили в руху матеріалу, необхідно, щоб він знаходився в магнітному полі, створюваному постійним магнітом або електромагнітом. Якщо матеріал знаходиться досить близько з магніту, він буде змінювати свою форму і підтримувати її в такому положенні. Після того, як лазерний промінь великої інтенсивності нагріває матеріал, оксидні частинки в ньому втрачають свої ферромагнітні властивості і композит більше не відчуває потужну притягуючу силу від магніту і розпрямляється.
Дослідники використовували цей принцип у декількох простих пристроях-прототипах. Наприклад, вони створили захоплення для легких предметів, що складається з єдиного хрестоподібного фрагмента матеріалу. Спочатку смужки матеріалу розташовані навколо предмета і утримують його. Крім того, магніт, що знаходиться поруч, впливає на смужки захоплення, не даючи їм розпрямлятися, а також переміщатися від нього. Після того, як лазерний промінь нагріває захоплення, магнітне поле більше не утримують його і він починає підніматися під дією оптоволокна над ним і вивільняє об'єкт.
Також вчені створили простий двигун, що складається з фрагмента композиту у вигляді шестерінки, розташованого поруч з магнітом. Після того, як лазер освітлює один із зубців шестерні, баланс сил, що виявляються магнітним полем, змінюється, і колесо починає рухатися.
Раніше вчені створювали інші матеріали, що змінюють свою форму під дією світла. Нещодавно вчені з Гонконгу створили багатошаровий матеріал, який вивільняє молекули води під дією світла і стискається. При цьому матеріал може використовувати не тільки потужний лазерний промінь, але і, наприклад, сонячне світло на вулиці. А інша група дослідників створила штучні м'язи з гідрогелю, здатні скорочуватися під дією опромінення видимим світлом.