Den mikroskopiske modellen var basert på eit 195 år gammalt design av oppfinnaren Robert Stirling. Forandringane inkluderte å erstatta dei opprinnelege pistona med ein laserstråle. Fysikarane sa at dei var "forundra" over kor effektivt maskinen omvandla varme til kraft - men sa at den "ikke gjekk smidig" og hadde ingen praktisk bruk i den nåværende form. Gassen blir omvisst oppvarma og kjøla ved å bli flytta til ulike temperatursteder. Ettersom gassen blir oppvarma, utvider han seg, og driver ein piston utover som driv eit hjul. Dette får ein displacer - som òg er festd til ruten - til å røra seg i sylinderen, og flytta mesteparten av den oppvarma gassen til det kjøle området der han samlar seg, og trekkje pistonen tilbake. Dette flyttar displaceren tilbake til den opphavlege posisjonen sin og flyttar gassen tilbake til det varme området, og prosessen endrar seg. Ein to-cylindersvariant av motoren nyttar to stenger i staden for ein utskiftarmotor. "Vi ville skjøna korleis eit slikt grunnprinsipp fungerer, og om det i det heile tatt fungerer på ein skala med mikronalengder", sa professor Clemens Bechinger til BBC. "I dag prøver alle å gjera ting mindre - elektroniske krumsløyper og mekaniske anlegg blir mindre og mindre - så vi tenkte: kvifor ikkje prøva å undersøka denne grunnprosessen på ein mikro-skala?" Fysikarane gjennomførte forskinga si ved Max Planck Institute for Intelligent Systems ved University of Stuttgart og publiserte den i den siste utgåva av Nature Physics Journal. For å tilpassa motoren ned til mikro-størrelse, erstatta dei gasssylinderen med ein einaste mikron-størrelse partikel av plast som heiter melamin, omtrent 10.000 gonger storleiken av eit atom. Pistonane vart erstatta med ein fokusert infrarød laserstråle som fungerte som "optiske pincet", og heldde partikla på stad. Jo sterkare intensiteten til lasaren, jo meir var partikla avgrensa til eitt sted. Jo svakare intensiteten, desto meir kunne partikla svinge rundt det punktet og utforske eit større rom. Når partikkelen var avgrensa i rørsle, likna det tilstanden molekylarna hadde vore i når gassen var komprimert. Då den kunne røre seg meir fritt, handla den som molekylarna hadde gjort når gassen hadde vore i stand til å utvida. Fordi det var upraktisk å gjenskape varme- og kaldevarmebad på mikro-nivå, vart ein annan laser brukt. Han oppvarma blandinga til 90 C (194 F) på mindre enn 10 millisekunder. Dette gav fysikarane høve til å gjenskape prosessene til varmemotorane, men mengden energi som vart vunnen per syklus var ikkje stabil. "I motsetnad til ei makroskopisk varmemotor der alt fungerer på ein svært glatt og svært deterministisk måte, stumlar motoren vår", sa professor Bechinger. Han sa at dette var fordi vannamolyklane i oppløysinga som omgjev mikropartikkelen konstant kolliderte inn i den, og energien vart overført fram og tilbake. I den større motoren var energien som blei generert av motoren, litt mindre enn den som blei generert av dei små kollisjonane som skjedde inne i maskinen, og gjorde dei irrelevant. Men i den mikroskopiske motoren var energinivået mykje meir lik og kunne til og med få prosessen til å stå stille i ekstreme tilfelle. Sjølv om dette gjorde mengda energi som vart produsert per syklus uregelmessig, sa teamet at dei var overraska over at i gjennomsnitt, over ein rekke sykluser, var mikro-maskinen like effektiv som den større motparten. "Det var noko vi ikkje forventade då vi starta prosjektet", sa professor Bechinger. Sjølv om fysikarane innrømde at ei mini-dampmaskin aldri ville bli ein praktisk kraftkjelde, sa dei at dei håpa forskinga deira kunne bli brukt til å skapa meir stabile kraftkjelder for mikro-maskinar.
I Tyskland er den minste "dampmaskinen" i verda bygd, seier eit forskarlag.