暨南大学开发出一种柔性、可拉伸的片上阵列光镊

发布：cyqdesign 2026-05-17 21:41 阅读：97

近日，暨南大学物理与光电工程学院（理工学院）纳米光子学研究院李宝军/辛洪宝教授团队在光学微操控领域取得重要进展，成功开发出一种柔性、可拉伸的片上阵列光镊，实现了在组织表面等复杂弯曲的体外环境中，对生物微粒进行跨尺度、高通量的精准生物光学操控。相关成果发表于国际知名学术期刊Light: Science & Applications，并被选为当期封面论文，被Science Magazine、EurekAlert等国际学术媒体报道。论文第一作者是博士生何梓毅，通讯作者是辛洪宝教授和李宝军教授。

在光学微操控领域，传统光镊能实现非接触、低损伤的精准操控，但单光束聚焦特性限制其通量。全息光镊能增加捕获点数量，却受光学衍射极限制约，难以稳定捕获百纳米以下的颗粒。基于微纳加工技术的片上光镊（如集成波导、等离激元、超表面结构）依赖的刚性衬底无法贴合组织曲面，也难以在动态、弯曲的生理环境中实现稳定操控。

针对上述长期存在的低通量、尺度局限与刚性束缚问题，研究团队提出了一条柔性集成的创新路径。该团队基于光热张力调控机理，在柔性肥皂膜上组装出大规模有序的二氧化钛微透镜阵列，并将其转移至可弯曲、可拉伸的柔性聚二甲硅氧烷衬底上或生物组织表面，利用微透镜产生的光子纳米喷流效应，构建出一套可在曲面及生物组织表面工作的柔性、可拉伸片上光镊。实验表明，该光镊能在复杂生物环境中对尺寸从亚百纳米到近十微米的生物颗粒（如外泌体、病毒、细菌、免疫细胞等）进行高通量（超400个）捕获与精准操控，通过对光镊的拉伸调控，还实现了捕获细胞间相互作用的精准调控。该工作将高通量光学操控与柔性可拉伸光子平台、生物集成界面相结合，避免了传统光镊的刚性束缚，为植入式传感、可穿戴设备及智能生物操控提供了新思路。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-026-02199-4

关键词：光镊光学微操控

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