在极具挑战的微观世界中，抓取和操纵微粒的技术始终是科学研究的一大难题。最近，中国科学技术大学的光学与光学工程系副教授龚雷以及新加坡国立大学的仇成伟教授联手研发出一种全新的光学微操控工具——单光束“三维光学扳手”。
据报道，这款新型光学扳手利用一个聚焦的激光光束，能够对微观粒子（如细胞）施加三维可控的光力矩（Optical torque），实现微粒的旋转操控，这一技术的出现更进一步拓宽了光镊技艺的应用边界。
光镊是由阿瑟·阿什金于1986年发明的一项激光操控技术，其核心原理是通过光的动量传递来操控微观物体。然而，以往的光学扳手在施加旋转扭矩的方向上存在局限，往往仅能沿着光轴方向操作。尽管2022年物理学家Halina Rubinsztein-Dunlop团队通过左右旋光束的对称叠加实现了部分进展，使微粒能够沿横轴转动，但三维旋转依然难以实现。
为了解决这一挑战，龚雷副教授和仇成伟教授的团队深入探讨了聚焦光场三维自旋角动量的调控方法，并提出了基于单个调制光束的技术方案。这个激光光束可以施加各种方向的旋转扭矩，从而实现微粒在不同时间轴上的连续三维旋转运动，推动了光学以上技术的进步。
更令人振奋的是，他们的研究成果已经成功应用于活体细胞的三维旋转操控。这项技术拓展了光镊的功能，使其能够在进行微粒的三维平移操控的同时，实现转动，有望为细胞三维层析、光学传感和微型机器人等多个领域带来新的应用契机。
经过不懈努力，相关研究成果已在国际学术期刊《自然・通讯》上发表，标志着光学微操控技术的一个重要里程碑。随着科技的不断进步，这种新型光学扳手的实际应用将不可限量，或许我们能够期待在医药、材料科学等多个领域看到它的身影。返回搜狐，查看更多
