Ученые создали первый фотоэлектрический пинцет
Некоторые объекты слишком нежны, чтобы передвигать их механическими манипуляторами и мощными оптическими полями. Физики создали фотоэлектрический пинцет, чтобы решить эту проблему.
Оптические пинцеты дают уникальные возможности для исследований в физике, биологии и медицине. Они позволяют манипулировать мельчайшими и очень нежными объектами, которые не стоит в полном смысле этого слова чем-то держать.
Однако такие устройства требуют для работы лазерных лучей высокой интенсивности, сложных электродов и среды с низкой проводимостью. Эти ограничения препятствуют широкому применению оптических пинцетов.
Команда ученых под руководством доктора Ду Сюэминя (Du Xuemin) из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук представила новый фотопироэлектрический пинцет (Photopyroelectric Tweezer, PPT), использующий свойства светового и электрического полей для манипуляции материей. Исследование опубликовано в журнале The Innovation.
Разработанный учеными пинцет состоит из двух ключевых компонентов: источника лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона и системы, включающей жидкую среду и фотопироэлектрический субстрат.
Фотопироэлектрический субстрат состоит из композитов с микрочастицами жидких металлов, галлия и индия. Исследователи встроили их в поли(винилиденфторид-ко-трифторэтилен) (LMPs/P(VDF-TrFE)), и покрыли слоем смазки с низким трением. Полимерный слой генерирует поверхностные заряды в реальном времени за счет фотопироэлектрического эффекта — явления возникновения электрического поля при облучении материала, а слой смазки снижает сопротивление движению и предотвращает экранирование зарядов проводящей средой.
Продуманная конструкция фотоэлектрического пинцета эффективно и надежно создает поверхностные заряды при воздействии инфракрасного излучения низкой интенсивности, до 8,3 милливатта на квадратный миллиметр. С помощью такого излучения ученые добились от пинцета мощного движущее усилие, до 0,46 микроньютона, без необходимости в использовании лазерных лучей высокой интенсивности, сложных конструкций электродов и дополнительных источников питания.
Новый пинцет позволяет дистанционно и точно манипулировать объектами из различных материалов (полимеров, неорганических веществ и металлов), состояний (пузырьки, жидкости и твердые тела) и геометрических форм (сферы, кубоиды и проволоки). Более того, он адаптируется к средам с широким диапазоном проводимостей и подходит для макроскопических платформ и для микроскопических систем. Созданная учеными система обеспечивает перемещения в областях от 5 микрометров до двух с половиной миллиметров, позволяет управлять твердыми объектами, каплями жидкостей и биологическими образцами, от отдельных клеток до их скоплений.
Созданный учеными фотопироэлектрический пинцет открывает новые возможности в робототехнике, коллоидной химии, биологии и медицине, инженерии тканей и нейронауках.
Telegram 
Дзен 
VK Способность договариваться с сородичами, будь то танец пчел или предупреждающий крик примата, хорошо изучена. Но то, как животные координируют действия с представителями других видов, долго оставалось загадкой. Международная группа ученых собрала воедино все известные случаи такой межвидовой коммуникации и выяснила, что во время эволюции выработался гибкий язык сигналов.
Американские ученые обнаружили в Гранд-Каньоне масштабную сеть скрытых пещер и изучили подземную гидросистему, которая снабжает водой весь национальный парк. Им удалось выяснить, как именно талая вода с поверхности путешествует по этим лабиринтам. Это открытие раскрыло глаза на то, как устроено знаменитое природное чудо, и поможет защитить его от засухи и загрязнений. Ранее этот механизм оставался для исследователей неизученным.
За сотни лет до появления знаменитого каменного круга на Солсберийской равнине жители Британии уже проводили ритуалы, связанные с солнцем, и, вероятно, отмечали летнее солнцестояние. Новая находка археологов показала, что подобные практики могли возникнуть значительно раньше, чем считалось.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
Американские ученые обнаружили в Гранд-Каньоне масштабную сеть скрытых пещер и изучили подземную гидросистему, которая снабжает водой весь национальный парк. Им удалось выяснить, как именно талая вода с поверхности путешествует по этим лабиринтам. Это открытие раскрыло глаза на то, как устроено знаменитое природное чудо, и поможет защитить его от засухи и загрязнений. Ранее этот механизм оставался для исследователей неизученным.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии