최근에 발표 된 연구 자연 커뮤니케이션 그것은 빛을 사용하여 나노 입자 조작의 정밀성과 다양성을 향상시키기위한 새로운 마이크로 엔진 플랫폼을 나타냅니다. Jin Qin과 동료들이 이끄는 연구는 전통적인 광학 방법의 한계를 다루고 plasmonary 나노 모터를 실행하는 마이크로 봇을 소개합니다.
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배경 : 전통적인 기술의 한계
나노 위치에 대한 나노 비법 조작은 지속적인 도전이다. 기존의 광학 핀셋은 미세한 물체에 대해 잘 작동하지만 회절의 경계와 입자 방향에 대한 제한된 제어로 인해 나노 입자와의 얼굴 제한이 제한됩니다. 입자 회전을 유도하거나 제어를 개선하려는 노력에는 종종 부피가 큰 부착물 또는 복잡한 멀티 트랩 구성과 같은 타협이 포함되어 유연성과 정확성을 제한합니다.
이러한 한계를 극복하기 위해, 저자들은 Enict Microdron에 의해 안내 된 마이크로 아빗 시스템을 개발했는데, 이는 여러 차례의 자유로 이동하고 정밀도로 나노 진의를 조작 할 수 있습니다. 이 플랫폼은 조작이 필요한 응용 프로그램에 대한 민첩성과 정확하게 조정 된 제어를 제공하는 것을 목표로합니다.
현재 연구
마이크로 봇은 수소 Silsesquigsan (HSQ)으로 만들어진 단단하고 투명한 디스크 형태의 직경, 약 3.5 µm 및 150 nm, 총 중량은 약 3.8 pg입니다. 여러 개의 plasmonary 안테나가 독립 엔진으로 사용하기 위해 구조물에 통합됩니다.
조작 시스템의 핵에서, plasmonary nano 자형 골드 교차 항문은 헬륨 이온 빔의 집중된 연삭을 사용하여 설계되고 생산된다. 이 구조는 필드 근처에 현지화 된 핫스팟을 만들어 나노퍼를 캡처 할 수 있습니다. 핀처는 단일 단계의 마이크로 엔진 위에 직접 구축되며, 간섭을 피하기 위해 핀셋과 엔진 사이에 1 µm 간격이 유지됩니다.
실험 검증은 핀셋의 정적 스탬프를 사용했습니다. 나노 디아몬드 (평균 직경 70 nm)를 함유 한 수 세포 내부의 뚜껑에 장착된다. 980 nm 적외선 레이저는 광학 트랩을 생성하는데 사용되었으며, 532 nm의 녹색 레이저는 나노 디아몬드의 컬러 센터가 형광을 따릅니다.
염산을 사용하여 인도 주석 산화물의 기질을 각인함으로써 미생물을 용액에서 방출 하였다. 물에서 자유 코르크 후, 적외선 레이저는 기판으로부터 부드러운 압력을 유발하여 원치 않는 접착력없이 나노 디아몬드를 포착 할 수 있으며, 이는 표면 전하의 영향으로 인한 것일 수 있습니다.
캡처 및 조작을위한 모든 이벤트는 Microbot 거동의 상세한 기록을 위해 Oil-Ulje-Ulje의 목표를 사용하여 기록되었습니다.
결과 및 토론 : 미생물 플랫폼의 성능
연구원들은 마이크로 hearts가 나노 입자를 크게 정밀하게 포착, 운송 및 자유롭게하는 능력을 성공적으로 입증했습니다. 실험 시리즈는 나선형 및 선형 운동 패턴을 모두 수행하는 마이크로 보디를 보여 주었고, 나노 디아몬드를 유지해야했습니다.
안정적인 캡처는 광학 구배 력과 플라즈몬 개선 된 필드의 상호 작용에 의해 달성되어 통합 된 핀셋의 효과를 확인했다.
이 시스템은 또한 기존의 많은 조작 도구에서는 불가능한 동적 문자열에 대한 안정적인 제어를 보여주었습니다. 논의 된 응용 프로그램에는 표적 약물 전달, 양자 센서 및 기타 나노 기술 흐름이 포함되어 있으므로화물 운송이 필요합니다.
저자는 몇 가지 제한 사항을 인정합니다. 예를 들어, 열로 인한 열 영양은 그립의 효과를 줄일 수 있으며 빠른 움직임 동안 입자를 분리 할 수 있습니다. 그러나 활성 피드백 시스템의 구현은 브라운의 움직임을 억제하고 조작 중에 위치의 정확성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다.
추가 교육을 통해이 플랫폼은 대상화물 전달, 양자 센서 및 정확한 나노 비나 크라이시 엔지니어링과 같은 영역에서 더 넓은 범위의 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다.
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잡지 참조
Qin J., et al. (2025). 나노 입자를 조작하기 위해 빛으로 안내 된 plasmonary microbot. 자연 커뮤니케이션 16, 2570 DOI : 10.1038/S41467-025-57871-X,
