In recent years, femtosecond laser two-photon polymerization technology has been widely used as a true three-dimensional machining method with nanometer precision to fabricate a variety of functional microstructures, which show broad application prospects in the fields of micro- and nano-optics, micro-sensors and micro-machine systems. However, it is still challenging to utilize femtosecond lasers to realize composite multi-material processing and further construct micro-nano-machines with multi-modalities. In view of this, Prof. Wu Dong's team at the Micro and Nano Engineering Laboratory of the University of Science and Technology of China (USTC) proposed a femtosecond laser two-in-one writing multi-material processing strategy to fabricate micromachined joints composed of temperature-sensitive hydrogels and metal nanoparticles, and subsequently developed multi-jointed humanoid micromachines with multiple deformation modes (>10). Ix-xogħol ġie ppubblikat fis-17 ta 'Lulju taħt it-titlu "Mikroactuator multi-joint attivat mid-dawl fabbrikat b'kitba bil-lejżer femtosecond two-in-one" f'Nature Communications.
L-istrateġija tal-ipproċessar tal-femtosecond laser two-in-one tinkludi l-użu ta 'polimerizzazzjoni asimmetrika ta' żewġ fotoni biex jinbnew ġonot idroġel u depożizzjoni ta 'tnaqqis tal-lejżer ta' nanopartiċelli tal-fidda (Ag NPs) f'reġjuni lokalizzati tal-ġonot. F'dan il-każ, fotopolimerizzazzjoni asimmetrika toħloq anisotropija fid-densità tal-crosslink fir-reġjun lokali tal-mikro-ġonta tal-idroġel, li finalment tippermetti deformazzjonijiet ta 'liwi kontrollabbli b'mod direzzjonali u angolari. Id-depożizzjoni tat-tnaqqis tal-lejżer in situ tippermetti pproċessar preċiż tan-nanopartiċelli tal-fidda fuq ġonot tal-idroġel, li għandhom effett ta 'konverżjoni fototermali qawwi, li jippermetti l-bidla tal-mod ta' mikromagni multi-joint biex juru karatteristiċi eċċellenti ta 'ħin ta' rispons ultra-qasir (30 ms) u ultra-baxx qawwa tas-sewqan (<10 mW).
Bħala eżempju tipiku, tmien mikro-ġonot ġew integrati fuq mikromagna umanojde. Sussegwentement, teknika ta 'modulazzjoni tad-dawl spazjali hija utilizzata biex jinkiseb raġġ multifokali fl-ispazju 3D, li min-naħa tiegħu jistimula b'mod preċiż kull microjoint. Id-deformazzjoni sinerġistika bejn il-ġonot multipli tmexxi l-mikromagna umanojde biex twettaq diversi modi ta 'deformazzjoni rikonfigurabbli. Fl-aħħar mill-aħħar, "mikrorobot taż-żfin" huwa realizzat fuq l-iskala mikrometru.
Fl-aħħarnett, bħala prova ta 'kunċett, billi tiddisinja d-distribuzzjoni u d-direzzjoni tad-deformazzjoni tal-mikro-ġonot, il-mikromanipulatur b'żewġ ġonot jista' jiġbor mikro-partiċelli multipli kemm f'direzzjonijiet iżotropiċi kif ukoll anisotropiċi. Bħala konklużjoni, l-istrateġija tal-ipproċessar tal-laser femtosecond two-in-one tista 'tibni mikro-ġonot deformabbli fir-reġjuni lokali ta' diversi mikrostrutturi 3D u tirrealizza modi multipli ta 'deformazzjoni rikonfigurabbli. Fil-futur, mikromanipulaturi b'modi ta 'deformazzjoni multipli se juru prospetti wesgħin ta' applikazzjoni fil-ġbir ta 'mikrooġġetti, manipulazzjoni mikrofluwidika, u manipulazzjoni taċ-ċelluli.
