Для работы с хрупкими объектами необходим более деликатный инструмент, чем механические манипуляторы и оптические поля. Физики разработали фотоэлектрический пинцет в качестве решения этой задачи.
Оптические пинцеты открывают новые горизонты для научных исследований в разных областях, таких как физика, биология и медицина.
Такие устройства нуждаются в высокоинтенсивных лазерах, сложных электродах и среде с низкой проводимостью для функционирования. препятствуют широкому применению оптических пинцетов.
Учёные во главе с доктором Ду Сюэминем Du Xuemin) из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIATКитайская академия наук выпустила новый фотопироэлектрический пинцет. Photopyroelectric Tweezer, PPTМанипуляция материей с помощью световых и электрических полей. Изучение… опубликовано в журнале The Innovation.
Ученые создали пинцет, состоящий из двух частей: лазерный источник ближнего инфракрасного света и системы с жидкой средой и фотопироэлектрическим субстратом.
Фотопироэлектрический субстрат создан на основе композитов с микрочастицами жидких металлов – галлия и индия. Исследователи внедрили эти частицы в поли(винилиденфторид-ко-трифторэтилен). LMPs/P(VDF-TrFE)Обработано и нанесена смазка с низким коэффициентом трения. Слои полимера. генерируетФотопироэлектрический эффект порождает поверхностные заряды в реальном времени при воздействии света на материал. Лента смазки уменьшает трение и защищает от экранирования зарядов проводящей средой.
Эффективная конструкция фотоэлектрического пинцета создает поверхностные заряды при воздействии инфракрасного излучения низкой интенсивности – до 8,3 милливатт на квадратный миллиметр. Благодаря такому излучению ученые добились мощного движущего усилие пинцета – до 0,46 микроньютона. Это достигнуто без использования лазерных лучей высокой интенсивности, сложных конструкций электродов и дополнительных источников питания.
Новый пинцет обеспечивает удалённое и точное манипулирование. манипулироватьСистема работает с объектами из полимеров, неорганических веществ и металлов, в различных состояниях: газообразных пузырьках, жидкостях и твердых телах, а также разных геометрических форм: сфер, кубоидов и проволоки. Она приспособлена к средам с разной проводимостью и подходит как для макроскопических платформ, так и для микроскопических систем. Созданная система обеспечивает перемещения в диапазоне от 5 микрон до двух с половиной миллиметров и управляет твердыми объектами, каплями жидкостей и биологическими образцами: от отдельных клеток до их скоплений.
Учеными созданный фотопироэлектрический пинцет расширяет границы возможностей в таких областях, как робототехника, коллоидная химия, биология, медицина, инженерия тканей и нейронауки.