仇旻课题组研发出三维微纳光致动器

发布日期：2025-01-04 17:25    点击次数：189

       在我们日常的生活中，我们可以很容易抓取和移动目标物体，如笔、装着牛奶的杯子。但是设想一下，在微观世界中，对于微纳尺度的物体（约一根头发丝的百分之一，甚至万分之一），我们该如何操纵它们呢？     早在四百年前，科学家们就发现并提出，光携带动量，当其与物质相互作用时，便会产生相应的力学效应。而五十年前Arthur Ashkin发明的光镊，就是建立在光力的原理上：利用高度聚焦的激光光束以类似于镊子的形式固定或者移动微纳物体，如微纳颗粒、细胞等 （图1）。光力约为皮牛量级。Arthur Ashkin因发明光镊在2018年获得了诺贝尔物理学奖。   图1 基于光梯度力捕获微纳物体   图源：Nature, 2003, 424(6950): 810-816     在光镊被发明之后的五十多年内，由于光镊具有对粒子或细胞无损伤、非接触、活体状态下的操纵，以及微米量级的精确定位等特点，被广泛应用到生物和医学、纳米工程、量子光学等领域，用于对细胞进行捕获和分选操控、构建单分子材料以及研究单个粒子与光的相互作用等。     然而，这种光驱动与光捕获只能在液体环境中进行。这是因为，在非液体环境中，微纳物体会受到很强的粘附力（约微牛量级），比微纳物体自身的重力大好几个数量级，也远超过皮牛量级的光力。因此之前人们都是通过液体的浸润来消除粘附力，或者将物体悬浮在空气中，不与其他物体接触。 微纳光致动器