近日，暨南大学物理与光电工程学院纳米光子学研究院辛洪宝/李宝军教授等在多物理场耦合光学微操控领域取得了新进展。他们提出了一种基于光/热/张力耦合（OTT）的光学操控新方法，该方法以肥皂膜作为颗粒操控和组装的载体，利用激光光热作用对肥皂膜表面张力进行精准调控，进一步实现单颗粒操控精度的大规模颗粒操控及柔性组装与图案化，基于肥皂膜的柔性特征，组装的颗粒图案能被灵活地转移到粗糙和弯曲的功能化基底上。相关工作以“Opto-Thermal-Tension Mediated Precision Large-Scale Particle Manipulation and Flexible Patterning”为题发表在《Advanced Science》上。暨南大学博士生何梓毅为论文第一作者，辛洪宝教授和李宝军教授为论文共同通讯作者。
高精度大规模颗粒操控与组装及图案化在生物光电传感、胶体印刷以及可穿戴设备组装等领域用途广泛。但要在复杂的基底上进行高精度的大规模有序颗粒组装极具挑战。尽管已经有如旋涂、浸涂、电泳沉积以及自组装等多种方法可实现大规模颗粒组装与图案化，但这些方法难以实现单颗粒精度的精准颗粒组装。这导致组装的颗粒图案会不可避免地存在缺陷，使结构不完整，进一步影响颗粒图案的性能。虽然目前的光学微操控技术能够实现单颗粒的精准操控，但基于单光束聚焦的光镊微操控技术限制了大规模颗粒组装与图案化。
图2. 单颗粒精度精准操控。（a）通过调控锥形光纤实现单颗粒精度的光/热/张力精准操控，（b）精准旋转多颗粒图案，（c）基于单颗粒精准操控的六边形组装，（d）组装好的不同形状颗粒图案。
图4. 功能化柔性衬底精准组装。将组装的大规模颗粒转移至（a）平面衬底、（b）弯曲衬底、（c）钢管表面、（d）树叶表面、（e）皮肤表面。
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