(A) Ilustrasi skema perangkat PPT yang terdiri dari media cair, lapisan pelumas, dan film LMP/P(VDF-TrFE) yang diapit di antara slide poli(metil metakrilat) (PMMA) atas dan bawah. (B) Foto platform PPT yang berisi sumber cahaya laser NIR dan perangkat PPT portabel dengan area manipulasi besar 12,5 cm.2. Bilah skala: 10mm (C) Ilustrasi skema platform PPT untuk manipulasi objek berdasarkan efek fotopiroelektrik. (D) Tegangan keluaran perangkat PPT setelah terpapar iradiasi NIR (densitas daya: 100 mW mm−2frekuensi: 0,5 detik hidup dan 5 detik mati). (E) Perubahan tegangan meningkat dari 0,26 menjadi 3,34 V dengan peningkatan kepadatan daya laser dari 2 menjadi 111 mW mm–2(F) Kepadatan muatan PPT yang diinduksi cahaya menunjukkan sedikit variasi dari 870 hingga 590 pC mm–2 meningkatkan ketebalan rata-rata (minyak silikon) dari 1 menjadi 10 cm. Bilah kesalahan dihitung dari lima pengukuran independen. (G) Penanganan SiO 5 μm2 partikel, 1 tetes air dan 10 ml setetes air dalam media non-konduktif (minyak silikon, Video T2).(H) Manipulasi bakal biji medaka hidup (diameter 1 mm) dan lintasan selang waktu manik POM 1 mm dalam media penghantar air. Kredit: Inovasi (2024). DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100742
Pinset optik dan teknik terkait memberikan peluang luar biasa untuk penelitian dan penerapan di bidang fisik, biologi, dan medis. Namun, persyaratan tertentu, seperti sinar laser intensitas tinggi, desain elektroda yang canggih, sumber listrik tambahan, dan media dengan konduktivitas rendah, secara signifikan menghambat fleksibilitas dan kemampuan beradaptasi, sehingga menghambat penerapan praktisnya.
di sebuah studio diterbitkan di dalam InovasiSebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Du Xuemin dari Institut Teknologi Canggih Shenzhen (SIAT) dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok melaporkan penjepit fotopiroelektrik (PPT) baru yang menggabungkan keunggulan medan cahaya dan listrik. PPT memungkinkan manipulasi serbaguna dalam berbagai skenario kerja.
PPT yang diusulkan terdiri dari dua komponen utama: a dekat inframerah (NIR) sumber cahaya laser spektrum dan perangkat PPT yang mencakup media cair dan substrat fotopiroelektrik.
Substrat fotopiroelektrik mencakup lapisan polimer feroelektrik superhidrofobik yang terbuat dari senyawa poli(vinilidena fluorida-ko-trifluoroetilen) (LMPs/P(VDF-TrFE)) yang tertanam dalam mikropartikel logam cair Ga-In dan lapisan licin yang diberi pelumas. Lapisan polimer menghasilkan muatan permukaan secara real time melalui efek fotopiroelektrik, sedangkan lapisan pelumas mengurangi resistensi terhadap gerakan, menekan kontaminasi, dan mencegah deteksi muatan dengan cara konduktif.
Karena strukturnya yang dirancang secara rasional, PPT menghasilkan muatan permukaan secara efisien dan tahan lama ketika terkena NIR intensitas rendah (serendah ~8,3 mW mm-2) iradiasi. Hal ini menghasilkan kekuatan pendorong yang kuat (hingga ~4,6×10-5 N) tanpa memerlukan sinar laser intensitas tinggi, desain elektroda yang rumit, dan sumber listrik tambahan.
“Inovasinya terletak pada desain rasional substrat fotopiroelektrik, yang menghasilkan muatan secara efisien, dan lapisan pelumas yang mencegah deteksi muatan dengan cara konduktif. Desain ini memberikan fleksibilitas dan kemampuan beradaptasi yang tak tertandingi untuk manipulasi berbagai objek,” kata Dr. Du.
PPT dapat memanipulasi objek dari berbagai bahan (polimer, anorganik dan logam), fase (gelembung, cair dan padat) dan geometri (bola, balok dan kawat) dari jarak jauh dan terprogram. Selain itu, ia dapat beradaptasi dengan berbagai media dengan rentang konduktivitas yang luas (0,001 mS cm-1~ 91,0 mS cm-1) dan serbaguna untuk platform manipulasi makroskopis portabel dan sistem manipulasi mikroskopis. Ini mendukung area manipulasi sesuai permintaan mulai dari 5 μm hingga 2,5 mm, memungkinkan manipulasi lintas skala objek padat, tetesan cairan, dan sampel biologis dari sel tunggal hingga kumpulan sel.
PPT yang diusulkan dalam penelitian ini menawarkan alat baru untuk robotika, ilmu koloid, organoid, rekayasa jaringan, dan neuromodulasi.
Informasi lebih lanjut:
Fang Wang dkk, pinset fotopiroelektrik untuk manipulasi serbaguna, Inovasi (2024). DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100742
Disediakan oleh
Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok
Kutipan: Para peneliti mengembangkan penjepit fotopiroelektrik baru untuk manipulasi serbaguna (2024, 27 Desember) diambil 28 Desember 2024 dari https://phys.org/news/2024-12-photopyroelectric-tweezer-versatile.html
Dokumen ini memiliki hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.
/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/25784220/247333_EOY_Package_Check_In_CVirginia_PODCASTS.jpg?w=150&resize=150,150&ssl=1 "Seperti apa podcast di tahun 2024, secara harfiah")