軟驅(qū)動(dòng)器作為一種具有巨大潛力的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于軟夾具、人工肌肉和仿生系統(tǒng)等領(lǐng)域，能夠在光、溫度、磁場和電場等多種外部刺激下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變形。其中，光致驅(qū)動(dòng)具有顯著優(yōu)勢，能夠遠(yuǎn)程精確控制，并且具有波長、偏振和強(qiáng)度等多種可調(diào)參數(shù)。然而，傳統(tǒng)基于自由空間光的驅(qū)動(dòng)方式面臨光散射、吸收和折射等問題的制約，限制了其在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。
光纖作為一種柔性波導(dǎo)，提供了低衰減的光傳播路徑，避免了介質(zhì)界面帶來的散射和折射。因此，基于光纖的光驅(qū)動(dòng)器能夠在此前無法到達(dá)的地方發(fā)揮作用，例如通過彎曲導(dǎo)管在體內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)操作。盡管光驅(qū)動(dòng)器和光纖技術(shù)已有諸多研究進(jìn)展，但它們的有效集成仍然面臨諸多困難。通常，光驅(qū)動(dòng)器需要較薄的結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和大幅度變形，然而現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器與光纖的集成方法通常要求二者尺寸相當(dāng)，使得驅(qū)動(dòng)器的厚度在幾十到幾百微米尺度，大大限制了驅(qū)動(dòng)器的性能。
圖1. 光波導(dǎo)微型驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及對衣藻和草履蟲的精準(zhǔn)捕獲
該研究為微尺度操作提供了多功能平臺(tái)，展現(xiàn)出在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的廣泛前景。未來，波導(dǎo)微驅(qū)動(dòng)器可與納米傳感器集成，應(yīng)用于微尺度生物細(xì)胞研究，或與導(dǎo)管技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的體內(nèi)微觀操作。這項(xiàng)技術(shù)在封閉環(huán)境中，尤其是無法進(jìn)行自由空間光照明的情況下，具有廣泛的應(yīng)用潛力。
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418316
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