Controlled levitation of nanostructured thin films for sun-p

Controlled levitation of nanostructured thin films for sun-powered near-space flight


Abstract
We report light-driven levitation of macroscopic polymer films with nanostructured surface as candidates for long-duration near-space flight. We levitated centimeter-scale disks made of commercial 0.5-micron-thick mylar film coated with carbon nanotubes on one side. When illuminated with light intensity comparable to natural sunlight, the polymer disk heats up and interacts with incident gas molecules differently on the top and bottom sides, producing a net recoil force. We observed the levitation of 6-mm-diameter disks in a vacuum chamber at pressures between 10 and 30 Pa. Moreover, we controlled the flight of the disks using a shaped light field that optically trapped the levitating disks. Our experimentally validated theoretical model predicts that the lift forces can be many times the weight of the films, allowing payloads of up to 10 milligrams for sunlight-powered low-cost microflyers at altitudes of 50 to 100 km.

Related Keywords

, Monte Carlo , School Of Engineering , Singh Center , National Nanotechnology Coordinated Infrastructure Program , University Of Pennsylvania , Dupont , Supplementary Materials , Arctic Silver , Thermal Compound , Creative Commons Attribution Noncommercial , Nanoscale Characterization Facility , Local Probe , Nanotechnology Coordinated Infrastructure Program , Applied Science , மான்டே கார்லோ , பள்ளி ஆஃப் பொறியியல் , சிங் மையம் , தேசிய நானோ தொழில்நுட்பம் ஒருங்கிணைந்த உள்கட்டமைப்பு ப்ரோக்ர்யாம் , பல்கலைக்கழகம் ஆஃப் பென்சில்வேனியா , ட்யூபாஂட் , துணை பொருட்கள் , ஆர்க்டிக் வெள்ளி , வெப்ப கலவை , உள்ளூர் ப்ரோப் , நானோ தொழில்நுட்பம் ஒருங்கிணைந்த உள்கட்டமைப்பு ப்ரோக்ர்யாம் , பயன்படுத்தப்பட்டது அறிவியல் ,

© 2025 Vimarsana