新型光—电镊实现对物体非接触多功能操控

8个月前 来源:科技日报 观看:234

美国物理学家阿瑟·阿什金因光镊操控技术获得2018年获诺贝尔物理学奖,让研究人员在微观世界中也可“抓得着”物体。这一研究为物理、生物和材料科学等领域提供了颠覆性技术。但传统光镊面临着系统复杂、光损伤、操控作用力小、操控颗粒范围窄、仅适用于透明物体等诸多难题,严重阻碍其实际应用。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

1月9日,记者从中国科学院深圳先进技术研究院了解到,该院医工所智能医用材料与器械研究中心研究员杜学敏团队基于前期的研究基础,自主研制出了新型光—电镊原型系统。该系统可实现对不同材质、相态和形状物体的非接触、跨尺度、普适、多功能操控。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

光调控技术新突破7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

新型光操控技术利用光响应性智能材料生成温度场、电场等,有效降低了传统光镊所需的光照强度,显著增加了操控作用力。但这类技术仍面临系统复杂、低灵活性、适应性差等关键难题,影响了其实际应用。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

2016年,杜学敏团队开始在光—电智能材料和静电镊领域开展研究工作。基于前期工作基础,研究团队开发出全新的光—电镊。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

该光—电镊由两个核心元素组成:近红外激光光源和光—电转换器。其中,光—电转换器包含了研究团队自主研发的聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜和润滑层。聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜具有高效光热释电(光—电)性能,并掺杂了镓—铟液态金属颗粒;润滑层具有减阻、抗污染以及消除导电介质形成的电荷屏蔽功能。薄膜和润滑层通过两片聚甲基丙烯酸甲酯封装集成。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

实验结果表明,研发团队提出的新型光—电镊展现出了卓越、稳定的光电转换性能。其在每平方毫米2毫瓦的光照强度下即可产生0.26伏的表面电势。光照强度增加可增强其光—电场,即便将表面介质厚度范围改变为1厘米至10厘米,电导率调整范围为每厘米1.16毫西门子至每厘米91毫西门子,其光电性能仍能保持有效。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“传统光镊需要的光强度较高,大约为每平方毫米1千万毫瓦,这会产生光损伤问题,导致微观尺度的调控可能会灼伤甚至杀死细胞。”杜学敏介绍,“相比之下,新型光—电镊所需要的光照强度很低,可通过高性能的光—电转换器产生的介电泳力操控物体,以避免高强度光对生物样本的损伤。”7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

打开微观调控大门7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

结合光场和电场的双重优势,新型光—电镊成功实现不同场景下的多功能操控,展现出了前所未有的灵活性和适应性。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

值得关注的是,该光—电镊能采用比传统光镊小7个数量级的光强,产生比传统光镊大7个数量级的操控作用力,成功实现了不同材质(聚合物、无机物和金属)、不同相态(气泡、液体和固体)、不同形状(球体、长方体、螺旋线)和活鱼卵等物体的非接触、普适性、程序化操控。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

杜学敏介绍,在应用层面,他们团队研发的新型光—电镊不仅可以设计成便携式的操控平台用于操控宏观尺寸物体,还可与显微成像系统集成,研制成显微光—电镊操控系统。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

此外,光—电镊还能实现对5微米至2.5毫米的固体颗粒、1皮升至10毫升液滴的跨尺度操控。光—电镊还可被应用于水凝胶微型机器人组装和任务执行、不同材质和尺寸颗粒的筛选、活细胞的组装、单个细胞的操控以及细胞刺激响应等微型机器人和生物医学领域。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

杜学敏表示:“光—电镊克服了传统光镊的局限性,填补了传统光镊无法实现的宏观和微观物体操控之间的空白,为机器人、类器官、再生医学、神经调控等重点前沿科技领域提供新的工具与技术。”7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

美国物理学家阿瑟·阿什金因光镊操控技术获得2018年获诺贝尔物理学奖,让研究人员在微观世界中也可“抓得着”物体。这一研究为物理、生物和材料科学等领域提供了颠覆性技术。但传统光镊面临着系统复杂、光损伤、操控作用力小、操控颗粒范围窄、仅适用于透明物体等诸多难题,严重阻碍其实际应用。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

1月9日,记者从中国科学院深圳先进技术研究院了解到,该院医工所智能医用材料与器械研究中心研究员杜学敏团队基于前期的研究基础,自主研制出了新型光—电镊原型系统。该系统可实现对不同材质、相态和形状物体的非接触、跨尺度、普适、多功能操控。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

光调控技术新突破7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

新型光操控技术利用光响应性智能材料生成温度场、电场等,有效降低了传统光镊所需的光照强度,显著增加了操控作用力。但这类技术仍面临系统复杂、低灵活性、适应性差等关键难题,影响了其实际应用。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

2016年,杜学敏团队开始在光—电智能材料和静电镊领域开展研究工作。基于前期工作基础,研究团队开发出全新的光—电镊。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

该光—电镊由两个核心元素组成:近红外激光光源和光—电转换器。其中,光—电转换器包含了研究团队自主研发的聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜和润滑层。聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜具有高效光热释电(光—电)性能,并掺杂了镓—铟液态金属颗粒;润滑层具有减阻、抗污染以及消除导电介质形成的电荷屏蔽功能。薄膜和润滑层通过两片聚甲基丙烯酸甲酯封装集成。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

实验结果表明,研发团队提出的新型光—电镊展现出了卓越、稳定的光电转换性能。其在每平方毫米2毫瓦的光照强度下即可产生0.26伏的表面电势。光照强度增加可增强其光—电场,即便将表面介质厚度范围改变为1厘米至10厘米,电导率调整范围为每厘米1.16毫西门子至每厘米91毫西门子,其光电性能仍能保持有效。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“传统光镊需要的光强度较高,大约为每平方毫米1千万毫瓦,这会产生光损伤问题,导致微观尺度的调控可能会灼伤甚至杀死细胞。”杜学敏介绍,“相比之下,新型光—电镊所需要的光照强度很低,可通过高性能的光—电转换器产生的介电泳力操控物体,以避免高强度光对生物样本的损伤。”7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

打开微观调控大门7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

结合光场和电场的双重优势,新型光—电镊成功实现不同场景下的多功能操控,展现出了前所未有的灵活性和适应性。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

值得关注的是,该光—电镊能采用比传统光镊小7个数量级的光强,产生比传统光镊大7个数量级的操控作用力,成功实现了不同材质(聚合物、无机物和金属)、不同相态(气泡、液体和固体)、不同形状(球体、长方体、螺旋线)和活鱼卵等物体的非接触、普适性、程序化操控。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

杜学敏介绍,在应用层面,他们团队研发的新型光—电镊不仅可以设计成便携式的操控平台用于操控宏观尺寸物体,还可与显微成像系统集成,研制成显微光—电镊操控系统。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

此外,光—电镊还能实现对5微米至2.5毫米的固体颗粒、1皮升至10毫升液滴的跨尺度操控。光—电镊还可被应用于水凝胶微型机器人组装和任务执行、不同材质和尺寸颗粒的筛选、活细胞的组装、单个细胞的操控以及细胞刺激响应等微型机器人和生物医学领域。7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

杜学敏表示:“光—电镊克服了传统光镊的局限性,填补了传统光镊无法实现的宏观和微观物体操控之间的空白,为机器人、类器官、再生医学、神经调控等重点前沿科技领域提供新的工具与技术。”7Uv即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

本文链接:http://www.gihot.com/news-2-66-0.html新型光—电镊实现对物体非接触多功能操控

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

上一篇: 单细胞代谢物分析质谱仪获国际首台(套)认定

下一篇:行走速度可达每秒10米 四足机器人“黑豹2.0”发布

为你推荐
小环径比球形托卡马克(SMART)装置首次成功产生了托卡马克等离子体。这一进展使通过受控核聚变反应实现可持续、清洁且几乎无限的能源又近了一步。该...
01-23
美国研究人员开发出一个新的人工智能模型,经过大量数据的训练后,该模型能精确预测各种人体细胞内部的基因表达情况,将为生物和医学研究带来便利。这个...
01-27
  作者:乔忠延(山西省散文学会名誉会长)  巨龙腾飞,金蛇狂舞,欢歌笑语中,又一个蛇年即将来到。 ...
01-24
  2月7日,来自辽宁省邮政管理局的监测数据显示,今年春节假期(1月28日至2月4日),辽宁省快递业务揽收量1578....
02-08
  一场公交车小型化潮流,正在席卷全国部分城市。  “宝宝巴士”越来越多  2025年初,不少青岛居民发现,新的公交车“缩水”了。  以前那种“巨无霸”的公交车越来越...
01-21
  多地表态节俭办春节:灯笼不再满树挂,翻新改造旧设施  “如果要在街道绿化树悬挂红灯笼的话,不要往年一样满树单个悬挂,这种悬挂方式过于粗暴缺乏形式感,显得零乱又浪费材料...
01-21
1 月 24 日消息,据“一汽红旗”官方公众号,一汽红旗宣布旗下天工系列全新电动中型车定名为天工 05,该车是红旗天工系列的首款轿车,官图称该车将于“新岁登场”,结合该车...
01-25
1 月 28 日消息,根据 Self Financial 的一项最新研究,特斯拉 Model 3 轿车是美国使用成本最低的车型,特斯拉旗下的另一款畅销车型 Model Y 也跻身该榜单。尽管 Model 3...
01-29
  1、《难哄》温以凡和桑延合租,是因为温以凡受不了隔壁男人的骚扰而搬家,桑延正好因为邻居家起火受到了连累,也不得不暂时租房子住。  2、两人就这样意外租到了同一个房...
02-18
最新播出的《重症外伤中心》在各个短视频平台上引起了广泛关注。许多观众对剧中角色白江赫为何加入“黑翼”组织感到好奇。白江赫曾是国际救援队的一员,因渴...
02-20
  “当前,全国范围内呼吸道传染病流行情况已经下降,流感样病例占比有所下降,肺炎支原体等阳性率持续下降,新冠病毒等其他呼吸道疾病继续处于低流行水平。”在26日举行的...
01-28
  ――医保、药监部门就集采药品问题答记者问  本报记者 孙秀艳  今年1月,有专家认为某些集采药品可能存在“血压不降、麻药不睡、泻药不泻”质量风险,有关部门迅...
02-11
2025年1月16日天文系系主任换届,通过民主推荐和考察,经学校研究决定,清华大...
01-21
在孩子的成长过程中,家庭教育担任的角色越来越受到重视。假期是家庭教育的关键时期,也是加强家校联系的重...
01-21
  原标题:复盘信托业的2024:继续“增量不增利”,超20家公司更换“将帅”,股权挂牌活跃成交冷  ...
01-24
     周二(2月4日)纽约时段,现货黄金明显走强冲破2840关口,刷新了前一日录得的历史记录。  ...
02-05
摩羯座的男生一向以稳重、务实和有责任感而著称。他们通常不会轻易被外界的诱惑所动摇...
01-22
在星座学中,每个星座都有着不同的性格特点和相处方式。因此,与不同星座的人谈恋爱会带来...
01-22
中国女明星:璀璨星河中的风采与成就说到中国女明星,大家脑海中浮现的或许是她们在荧幕上婀娜多姿的形象,或是精致的红毯造型。实际上,这些才华横溢的女性背后,往往承载着不为人知...
02-12
领略T台魅力:模特背后的故事与时尚之舞我记得第一次走进一个时尚秀场,那时的我只是个对时尚充满好奇的观众。随着模特们优雅地走过T台,身上闪烁的华美服装在灯光下折射出迷人的...
02-12
阿里将与苹果强强联手。在阿联酋迪拜举办的World Governments Summit 2025峰会上,阿里巴巴联合创始人、董事局主席蔡崇信回应阿里与苹果合作传闻,他表示,“苹果在中国需要一个...
02-14
2月19日消息,陶都国控产业投资(邯郸)集团有限公司(以下简称“陶都国控”)运营总监、销售总监陈亮近日到访国联股份新疆数字经济总部。涂多多副总裁、西北大区总经理李庆代表公司...
02-20
2月19日消息,百度日前发布2024年第四季度及全年财报。财报发布后的电话会上,李彦宏表示,百度在自动驾驶技术领域已经投入了十多年,通过萝卜快跑确立了公司在自动驾驶技术领域的...
02-20
1.京东外卖上线大额补贴这次京东入局外卖市场,真是拿出了破釜沉舟的拼劲。这不,继全额承担外卖骑手五险一金所有成本后,京东又给外卖消费者送上了大额补贴福利。2月27日,京东外...
03-01
自去年底开始,黄金多头优势逐渐退却,国际现货黄金价格经历几次大跌后一度跌下2700关口,多空进入漫长的震荡周期,多头始终无法找到再度冲高的时机。  北京时间1月21日,国际现货...
01-24
近日,华力创科学宣布完成数千万元A+轮融资,本轮融资由金属3D打印领域头部上市公司铂力特独家投资。据披露,本轮融资所募集的资金将专注于深挖高性能光学多模态感知技术,结合金属...
02-09
《流放之路》开发商GGG向初代游戏的粉丝道歉,原因是初代游戏的更新被推迟,需要等《流放之路2》的关键更新上线才能推出。 GGG曾向粉丝承诺,他们将继续更新已运营...
02-01
今日(2月5日),关注焦虑情绪的2D互动叙事游戏《焦虑小狗》Steam页面开放,年内发售,游戏支持简繁体中文,感兴趣的玩家可以点击此处进入商店页面。 游戏介绍: 《焦虑...
02-06
极目新闻通讯员 李璐“太感谢你们了!这么短的时间,就帮我找回了背包,为我解决了大麻烦!”1月31日上午,张先生来到湖北枣阳市公安局北城派出所领回自己失而复得的背包,紧紧握住民警...
02-02
当地时间2月2日,美国华盛顿消防部门表示,已确定两机相撞事故中55名遇难者的身份。当地时间1月29日,一架美国国内支线客机在罗纳德·里根华盛顿国家机场同一架美军直升机在半空...
02-03
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮