Tuigeann Taighde Nua Próiseáil Léasair Femtosecond As Micrinnisíní Il-chomhpháirteacha

Mhol foireann Wu Dong, ollamh ag Saotharlann Innealtóireachta Micrimhilseogra agus Nana in Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne (USTC), straitéis phróiseála de léasair femtosecond 2-i-1 il-ábhair a scríobh chuig joints micrea-meicniúla fabricate comhdhéanta de hidrigéil teocht-íogair agus nanacháithníní miotail, agus ina dhiaidh sin d'fhorbair micrea-mheaisíní humanoid il-jointeed le modhanna dífhoirmiúchán iolrach (＞10). Tá na torthaí taighde ábhartha foilsithe in Nature Communications.
Le blianta beaga anuas, baineadh úsáid as teicneolaíocht polaiméirithe dhá fhótón léasair femtosecond go forleathan chun microstructures a dhéanamh le feidhmeanna éagsúla mar mhodh próiseála tríthoiseach fíor le cruinneas nanaiméadar. Léiríonn na micreastruchtúir seo feidhmchláir gheallta i réimsí na micrea- agus nana-optaice, micribhraiteoirí, agus córais micrea-mheaisíní. Mar sin féin, tá sé fós dúshlánach próiseáil il-ábhar ilchodach a bhaint amach le léasair femtosecond agus micrea-nana-mheaisíní a thógáil le ilmhódúlachtaí.
I measc na straitéisí próiseála dhá-in-aon léasair femtosecond tá tógáil hailt hidrogel ag baint úsáide as polaiméiriú neamhshiméadrach dhá fhótón agus sil-leagan laghdaithe léasair na nanacháithníní airgid i réigiúin logánta na n-alt. Go háirithe, cruthaíonn fótapolymerization neamhshiméadrach anisotrópacht sa dlús trasnasc i réigiún áitiúil an mhicri-chomhpháirt hidrogel, rud a cheadaíonn dífhoirmíochtaí lúbthachta inrialaithe go treo agus go uilleach. Ligeann deascadh laghdaitheach léasair in situ próiseáil bheacht a dhéanamh ar nanacháithníní airgid ar ailt hidrogel. Tá éifeacht chomhshó fótaiteirmeach láidir ag na nanacháithníní airgid seo, rud a chuireann ar chumas athrú mód na micri-mheaisíní il-chomhpháirteacha am freagartha ultra-ghearr (30 ms) agus cumhacht tiomána ultra-íseal a thaispeáint (<10 mW).
Mar shampla tipiciúil, rinneadh ocht micrea-joint a chomhtháthú ar mhicro-mheaisín humanoid. Ansin bhain na taighdeoirí úsáid as modhnú solais spásúlachta chun léas ilfhócasach a bhaint amach i spás 3D, rud a spreag go beacht gach microjoint. Spreag an dífhoirmiúchán sineirgiste idir hailt iolracha an micromachine humanoid chun modhanna dífhoirmithe in-athchumraithe iolracha a dhéanamh. I ndeireadh na dála, an micromachine humanoid "rince" ag an scála micriméadair.
Sa chruthúnas-choincheap, trí threo dáileadh agus dífhoirmithe na micrea-chomhpháirteanna a dhearadh, is féidir leis an micromanipulator dhá-chomhpháirteach micrea-cháithníní iomadúla a bhailiú sa treo céanna agus difriúil. Go hachomair, is féidir leis an straitéis próiseála dhá-in-aon léasair femtosecond micrea-joints deformable a thógáil sa réigiún áitiúil de mhicreastruchtúir 3D éagsúla, ag baint amach modhanna dífhoirmithe il-in-athchumraithe.
De réir na dtaighdeoirí, taispeánfaidh micromanipulators le modhanna dífhoirmithe iolracha iarratais tuar dóchais inti i mbailiúchán micrea-earraí, ionramháil microfluidic agus ionramháil cille.