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Tunable 3D optohydrodynamic torques from optical phase gradient–driven colloidal assemblies
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DOI：10.1126/sciadv.aec6957.png)
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摘要
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光流体动力学操控提供了一种灵活、无创且可重构的方法来控制微观物体。在此，我们提出了一种通过相位梯度驱动的纳米粒子组装产生可调谐三维光流体动力学扭矩的策略。利用可编程的光学环形涡旋（拉盖尔-高斯光束），我们组装并旋转具有特定粒子数量的胶体簇，其诱导的流体动力学流对目标粒子施加可切换的平面内和平面外扭矩。扭矩控制通过两种机制实现：（i）反转圆偏振的手性以打破旋转对称性；（ii）位移光学环形涡旋并调节簇的旋转速度。这些互补控制提供了在任意方向上调节的鲁棒、高分辨率扭矩。作为概念验证，我们展示了单个细胞的三维方向控制。该框架通过明确纳入光驱动的粒子间相互作用，极大地扩展了光流体动力学系统的能力，并为生物物理学、微机器人技术和生物医学工程领域的先进应用奠定了基础。
Keyword:
optohydrodynamic manipulation
colloidal assemblies
optical phase gradient
three-dimensional torque control
microrobotics
期刊
IF:
12.5
论文数:
2.0W
被引数:
18.1W
机构
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