80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  于2018年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的光鑷（OT）為物理、生物和材料科學(xué)等研究提供了顛覆性技術(shù)。在過去幾十年里，有多次諾貝爾獎(jiǎng)與光鑷操控技術(shù)相關(guān)。傳統(tǒng)光鑷?yán)贸瑥?qiáng)聚焦激光（~ 1×10⁷ mW mm^-2）產(chǎn)生的光梯度力（皮牛，~ 10^-12 N）來操控微納顆粒，但存在系統(tǒng)復(fù)雜、光損傷、作用力小、操控范圍窄、僅適用于透明物體等問題。新型光操控技術(shù)利用光響應(yīng)性智能材料生成的溫度場、電場等，有效降低了傳統(tǒng)光鑷所需的光照強(qiáng)度，同時(shí)顯著增加了操控作用力，但這類技術(shù)仍面臨復(fù)雜系統(tǒng)、低靈活性、適應(yīng)性差等關(guān)鍵難題，嚴(yán)重阻礙其實(shí)際應(yīng)用。

  相關(guān)成果以“Photopyroelectric tweezer for versatile manipulation”為題，發(fā)表在國際期刊The Innovation （IF: 33.2）上。該光-電鑷基于鐵電高分子材料構(gòu)建的光-電轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生光-電場，光強(qiáng)比傳統(tǒng)光鑷小7個(gè)數(shù)量級(jí)，但操控作用力比傳統(tǒng)光鑷大7個(gè)數(shù)量級(jí)，這使得它能成功操作體積范圍跨越10個(gè)數(shù)量級(jí)的液滴（1 pL~10 mL），并實(shí)現(xiàn)細(xì)胞離子通道、單個(gè)細(xì)胞到細(xì)胞聚集體的不同尺度操控，為微型機(jī)器人、類器官和神經(jīng)調(diào)控等重點(diǎn)前沿科技領(lǐng)域研究提供全新工具和方法。

圖1 光-電鑷（PPT）的設(shè)計(jì)。（A-C）PPT操控系統(tǒng)包含近紅外激光光源和光-電轉(zhuǎn)換器，其中光-電轉(zhuǎn)換器由LMPs/P(VDF-TrFE)高分子薄膜、潤滑層和兩片PMMA封裝集成；（D）PPT在光照下能穩(wěn)定輸出電壓；（E）隨著激光功率密度從2 mW mm²增加到111 mW mm²，輸出電壓從0.26 V增加到3.34 V；（F）光-電轉(zhuǎn)換能力隨表面介質(zhì)厚度從1 cm增加到10 cm仍有效維持；（G）PPT可在非電導(dǎo)性介質(zhì)中操縱5 μm的SiO₂顆粒、1 pL水滴和10 mL水滴；（H）PPT在導(dǎo)電性介質(zhì)中操縱活魚卵（直徑1 mm）和程控1 mm直徑的塑料球。

圖2 PPT操控機(jī)制。（A-C）在非導(dǎo)電介質(zhì)中，PPT操縱物體的受力F_e, x、F_e, y和F_e，z隨著L（輻照光斑中心到物體中心的 x 軸距離）的變化而變化；（D-F）在導(dǎo)電介質(zhì)中，F_e，x和F_g決定物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)；（G）不同介電常數(shù)物體、物體在非導(dǎo)電介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中的不同位置、不同導(dǎo)電率介質(zhì)與物體運(yùn)動(dòng)速度間的關(guān)系。

圖3 PPT的跨尺度物體操控。（A）PPT可組裝水凝膠機(jī)器人，穿越迷宮，并在填充有硅油介質(zhì)的封閉微流控芯片中運(yùn)輸紅色固體貨物；（B，C）PPT微觀操控系統(tǒng)可編程地操控硅油介質(zhì)中5 μm直徑的聚苯乙烯顆粒；（D，E）PPT操控物體的普適性及與相關(guān)技術(shù)對(duì)比的優(yōu)越性。

圖4  PPT在機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。PPT可用于物體篩分、水凝膠珠組，且可以無創(chuàng)組裝HUVEC和MSC細(xì)胞，在細(xì)胞培養(yǎng)基中無創(chuàng)操控活的PC 12細(xì)胞。在細(xì)胞培養(yǎng)基中操控細(xì)胞離子通道，刺激細(xì)胞鈣流響應(yīng)。

  文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666675824001802

  團(tuán)隊(duì)長期招聘博士后，歡迎將簡歷發(fā)送至：xm.du@siat.ac.cn

  網(wǎng)站：https://ibmd.siat.ac.cn/