软驱动器作为一种具有巨大潜力的技术,广泛应用于软夹具、人工肌肉和仿生系统等领域,能够在光、温度、磁场和电场等多种外部刺激下实现精准变形。其中,光致驱动具有显著优势,能够远程精确控制,并且具有波长、偏振和强度等多种可调参数。然而,传统基于自由空间光的驱动方式面临光散射、吸收和折射等问题的制约,限制了其在复杂环境中的应用。
光纤作为一种柔性波导,提供了低衰减的光传播路径,避免了介质界面带来的散射和折射。因此,基于光纤的光驱动器能够在此前无法到达的地方发挥作用,例如通过弯曲导管在体内进行精准操作。尽管光驱动器和光纤技术已有诸多研究进展,但它们的有效集成仍然面临诸多困难。通常,光驱动器需要较薄的结构才能实现快速响应和大幅度变形,然而现有的驱动器与光纤的集成方法通常要求二者尺寸相当,使得驱动器的厚度在几十到几百微米尺度,大大限制了驱动器的性能。
图1. 光波导微型驱动器的系统设计以及对衣藻和草履虫的精准捕获
该研究为微尺度操作提供了多功能平台,展现出在生物医学应用中的广泛前景。未来,波导微驱动器可与纳米传感器集成,应用于微尺度生物细胞研究,或与导管技术结合,实现更复杂的体内微观操作。这项技术在封闭环境中,尤其是无法进行自由空间光照明的情况下,具有广泛的应用潜力。
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418316
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