Dènyèman, gwoup pwofesè Gu Fuxing anba lidèchip akademisyen Zhuang Songlin nan lekòl optoelektwonik nan Inivèsite Lachin te envante yon teknoloji kaptire lazè ki baze sou efè chòk fototèmal, ki rele Pensèt Photothermal-Shock, ki reyalize kaptire ak manipilasyon abitrè. nan mikwo- ak nano-objè nan koòdone nan solid ak eksplore aplikasyon nano-robotik li yo. Nanorobots otonòm ak gwo poussée anba kondisyon sèk solid-kontak pa chòk photothermal" te pibliye nan dat 11 novanm 2012, ak rezilta yo te pibliye nan jounal la "Nanorobots otonòm ak pwisan pouse anba kondisyon sèk solid-kontak pa chòk photothermal". ak fòs pwisan anba kondisyon sèk solid-kontak pa chòk photothermal" te pibliye 24 novanm nan Nature Communications. Doktè Gu Zhaoqi, Zhu Runlin ak Shen Tianci te ko-otè yo, ak Pwofesè Gu Fuxing te otè ki koresponn lan, pandan ke lòt kolaboratè yo te enkli Pwofesè Liu Xu nan Hebei University of Technology ak Pwofesè Liu Jia nan Auburn University, ak Akademisyen. Zhuang Songlin te sipèvize rechèch la tout antye. Rechèch la te sipòte pa Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin ak Shanghai. Teknoloji a espere eksplore aplikasyon san parèy nan divès domèn tankou nanomanufacturing, byomedsin, ayewospasyal ak militè.
Sistèm pensèt enpilsyon fototèmik la ka eritye robotik nan mond makwoskopik la ak reyalize senaryo travay robotik entèlijan nan mond mikwoskopik la. Ekip la te itilize yon nanosheet metal, konbine avèk rekonesans imaj, aprantisaj pwofon, planifikasyon chemen, ak kontwòl fidbak pou reyalize premye nanorobot otonòm nan mond lan ak fonksyon netwayaj. Lè w rekonèt pwòpte nan yon zòn chwazi, robo a ap repete sik netwayaj la jiskaske li rive nan yon nivo pwòpte ki satisfezan.
Pyèj lazè (pyèj) konprann se yon zouti pwisan pou manipile mouvman objè nan nanomond lan, li te genyen 1997 ak 2018 Pri Nobèl nan Fizik pou pakèt aplikasyon li yo nan anviwònman ak medya sispann, tankou vakyòm ak likid, men li rete difisil sou sifas kontak solid. Chèchè yo te itilize yon sous limyè enpulsyonèl pou chofe yon mikwo- ak nano-objè, ak enèji absòbe nan batman kè limyè a te enstantane konvèti nan ekspansyon mekanik, jenere yon chaj enstantane trè gwo andedan objè a, ki rele yon chòk fototèmal (PS). Efè chòk enstantane a pwodui yon fòs ki depase mòd Vibration nòmal la, menm jan ak vitès enstantane koulèv yo manje depase vitès nòmal rale, kidonk li ka kraze sitiyasyon rezistans mikwo-nano a epi reyalize mouvman an nan koòdone solid la. .
Dyagram chema teyorèm enpilsyon-momentòm, ki montre konparezon vizyèl ant yon koulèv ak yon rale nòmal.
Pwopriyete pyèj la se nan kè teknoloji manipilasyon lazè, kòm li pèmèt mouvman patikil la dwe metrize pa pozisyon plas, sa ki pèmèt kontwòl mouvman abitrè, olye ke jis sispann nan mank de aksyon kontwole. Nanofil lò nan batman kè nan 532nm nanosecond nan aksyon tach Gaussian-kalite, ap deplase nan andedan an nan plas la, jouk sant la nan nanofil la ak sant la nan plas la nan liy ak sant la nan plas la, ki se yon pwosesis kaptire tipik. . Atravè analiz teyorik, chèchè yo te jwenn sous fizik fòs kondwi chòk fototèmal, ki rele fòs gradyan fototèmal paske ekspresyon an gen ladan yon gradyan tanperati. Lè w ap deplase plas la, ekilib distribisyon fòs gradyan fototèmik la kase, ak nanofil la re-deplase nan direksyon sant la nan plas la, epi pa repete pwosesis la tout tan tout tan an, nanowire la deplase axial tout wout la ak plas la. Anplis de sa, pou nanowire kaptire nan sant la nan plas la, ogmante pouvwa a lazè pral lakòz nanofil yo fini yo dwe prese pa yon pi gwo fòs gradyan photothermal ak bese sou kote, konsa reyalize mouvman lateral. Sa a pèmèt mouvman abitrè nan nanofil yo nan yon plan ki genyen de dimansyon. Figi ki anba a montre itilizasyon miltip nanofil ekip la pou fòme karaktè Chinwa "冲" ak mo angle "SHOCK".
Pensèt enpilsyon fototèmal manipile nanofil
Sèvi ak nanosheets Paladyòm kòm yon chasi, chèchè yo te bati yon nanorobot ki pi konplèks ak versatile, yo te rele HOUbot akòz resanblans li ak yon krab Chinwa Horseshoe (Figi 4a ak videyo). Robo a kapab deplase lib tankou yon machin, epi li fè pi wo degre de libète ak mouvman amann tankou pouse tèt, balanse endepandan ke ak pike. Se robo a ekipe ak nanofil semi-conducteurs ki ka itilize pou deteksyon imidite in situ. Akòz sifas relativman gwo li yo, robo a trè chaje, ak chaj teyorik sou lòd miligram (ekivalan a mas yon foumi). Lè w adopte yon konsepsyon macro-mekanik ki egziste deja pou ekipe eleman adisyonèl oswa kago, HOUbot ka travay tankou yon makro-robo epi li se premye nano-robo nan mond lan ki ka fè travay espesifik lè l sèvi avèk mwayen mekanik tradisyonèl yo.
Schema ki gen rapò
Envansyon nan pensèt photothermal te pèmèt manipilasyon lazè kraze nan dilèm nan rezistans entèfas, konplete anviwònman aplikasyon an nan manipilasyon limyè ak pèmèt lazè finalman reyalize kapasite nan manipile objè abitrèman nan yon anviwònman mikwo-nano konparab ak twa mond yo nan peyi, lanmè, ak lè (vakyòm/gaz, likid, ak solid). Fizikman, konsantre sou dinamik tèrmoelastik pasajè ak triboloji, espesyalman etid ki pa destriktif, ki pi lwen revele konpreyansyon yo genyen sou pwosesis mekano-dinamik nan domèn mikwoskopik. Teknoloji a ka nan prensip dwe itilize nan nenpòt ranje longèdonn ak nenpòt ki materyèl absòbe. Anplis de sa, atravè modulasyon limyè espasyal ak kolaborasyon milti-robo, grap nanorobot otonòm yo ka reyalize pou fè travay konplèks ki kounye a pa ka atenn pa mwayen konvansyonèl yo.
