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). Ish 17-iyul kuni Nature Communications jurnalida “Birda femtosekundli lazer yozish yo‘li bilan ishlab chiqarilgan yorug‘lik bilan ishlaydigan ko‘p qo‘shma mikroaktuator” sarlavhasi ostida chop etildi.
Femtosekundli lazerni ikkitadan birida qayta ishlash strategiyasi gidrojel bo'g'inlarini qurish uchun assimetrik ikki fotonli polimerizatsiyadan foydalanishni va bo'g'inlarning lokalizatsiyalangan hududlarida kumush nanozarrachalarni (Ag NPs) lazer bilan kamaytirishni o'z ichiga oladi. Bunday holda, assimetrik fotopolimerizatsiya gidrogel mikro-bo'g'imning mahalliy hududida o'zaro bog'liqlik zichligida anizotropiya hosil qiladi, bu oxir-oqibatda yo'nalishli va burchak bilan boshqariladigan egilish deformatsiyalariga imkon beradi. In situ lazer reduktsiyali cho'kma gidrogel bo'g'inlarida kumush nanozarrachalarni aniq qayta ishlashga imkon beradi, ular kuchli fototermik konversiya effektiga ega bo'lib, ko'p bo'g'inli mikromashinalarning rejimlarini almashtirishga imkon beradi, ultra qisqa javob vaqti (30 ms) va ultra past. haydash kuchi (<10 mW).
Odatiy misol sifatida, sakkizta mikro bo'g'inlar gumanoid mikromashinada birlashtirilgan. Keyinchalik, 3D kosmosda multifokal nurga erishish uchun fazoviy yorug'lik modulyatsiyasi usuli qo'llaniladi, bu esa o'z navbatida har bir mikro bo'g'inni aniq rag'batlantiradi. Bir nechta bo'g'inlar orasidagi sinergik deformatsiya insoniy mikromashinani bir nechta qayta sozlanishi mumkin bo'lgan deformatsiya rejimlarini bajarishga undaydi. Oxir-oqibat, mikrometr shkalasida "raqsga tushadigan mikrorobot" amalga oshiriladi.
Nihoyat, kontseptsiyaning isboti sifatida, mikro-bo'g'inlarning taqsimlanishi va deformatsiya yo'nalishini loyihalash orqali, ikki bo'g'inli mikromanipulyator ham izotropik, ham anizotropik yo'nalishlarda bir nechta mikro-zarrachalarni to'plashi mumkin. Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, femtosekundli lazerni ikkitadan birida qayta ishlash strategiyasi turli xil 3D mikro tuzilmalarning mahalliy hududlarida deformatsiyalanadigan mikro-bo'g'inlarni qurishi va bir nechta qayta konfiguratsiya qilinadigan deformatsiya rejimlarini amalga oshirishi mumkin. Kelajakda bir nechta deformatsiya rejimiga ega mikromanipulyatorlar mikrotovarlarni yig'ish, mikrofluidik manipulyatsiya va hujayra manipulyatsiyasida keng qo'llash istiqbollarini ko'rsatadi.
