光学捕获(Trapping)物体因其在真空和液体等悬浮介质环境中的广泛应用而荣获 1997 年和 2018 年诺贝尔物理学奖,但在固体接触表面上仍然具有挑战性。近日,来自上海理工大学谷付星教授课题组,发明了一种基于光热冲击效应的激光捕获技术,称为光热冲镊Photothermal-Shock Tweezers,实现了固体界面上对微纳物体的捕获及任意操控。
光热冲镊系统可以无缝继承宏观世界中的机器人技术,实现了世界上第一个的具有清洁功能的自主纳米机器人。并进一步搭建了结构更复杂、功能更多样的纳米机器人,HOUbot,实现了世界首个利用传统机械手段执行具体任务的纳米机器人。光热冲镊技术的发明使得激光最终实现了可在堪比海陆空三界(真空/气体,液体及固体)的微纳环境中任意操控物体,有望在纳米制造、生物医学、航空航天及军事等各个领域发掘出前所未有的应用场景。
相关成果“通过光热冲击在干固体接触条件下产生强大推力的自主纳米机器人”(Autonomous nanorobots with powerful thrust under dry solid-contact conditions by photothermal shock)于11月24日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。团队成员博士生顾兆麒、朱润琳和沈天赐为共同第一作者,谷付星教授为通讯作者,其他单位的合作者包括河北工业大学刘旭教授及美国奥本大学刘嘉教授。