Nature子刊比红细胞还小的无人机，用光操控
本文来自微信公众号：XMOLNews
人们很早就发现，光子与物质发生相互作用时，伴随着光子被吸收或散射，会产生线动量或角动量的传递，从而在物体上施加力或力矩。比如，彗星的尾巴就是由于太阳的光压，而总是指向远离太阳的方向。尽管这种力所产生的加速度对于宏观物体来说小到足可忽略，但对于质量和转动惯量较小的微观物体就很可观了。2018年，ArthurAshkin凭借其发明的光镊，即用光当作镊子一样移动物体，以及其在生物系统中的应用，荣获当年的诺贝尔物理学奖（点击阅读详细）。
彗星的尾巴。图片来源于网络
近日，受常见的四旋翼无人机的启发，德国维尔茨堡大学BertHecht教授和XiaofeiWu博士等研究者在NatureNanotechnology杂志上报道了一种水环境中的光驱动微米无人机（microdrone），可以使用两个重叠的非聚焦光场（波长830nm和980nm）进行二维全部三个独立自由度（两个平移和一个旋转）的操作。这种微米无人机大小约2微米，仅为人体红细胞的约三分之一，却包括多达四个可单独寻址的手性等离激元纳米天线充当纳米马达，这种结构非常类似常见的四旋翼无人机。这种微米无人机通过吸收偏振光反冲动量实现移动，有望应用于货物运输和释放、纳米操纵以及纳米尺度和介观尺度物体的局部探测和传感。
偏振光如何对微米无人机施加扭矩和力。图片来源：Nat。Nanotechnol。〔1〕
常见的四旋翼无人机，四个螺旋桨具有复杂的操控能力，可以实现机身在三维空间中进行六个自由度的超控。研究者受其启发，设计的微米无人机由两部分组成，一个带有凹口的直径2m的硅氧烷圆盘（可以看作是机身），以及两组或四组光学金纳米天线（可以看作是螺旋桨），全部重量仅2pg。光学天线对特定波长（830nm和980nm）的偏振光产生响应，且互不干扰。当入射光垂直照射到天线上时，光子沿着特定的方向发生散射，从而产生横向的反作用力，推动器件移动或平面旋转。
微米无人机驱动示意图。图片来源：Nat。Nanotechnol。
光学天线采用聚焦氦离子束在化学合成的单晶金片上加工而成，由于氦离子束的高分辨率，使得制备的纳米天线显示出精确一致的几何形状。为了产生横向推力，研究者设计了两种不同的纳米天线结构：对称结构（I型）和非对称结构（II型），也由此产生了两驱和四驱两类微米无人机的驱动模式。
纳米天线的工作原理。图片来源：Nat。Nanotechnol。
微米无人机光学照片和SEM图像。图片来源：Nat。Nanotechnol。
两驱模式由两组I型天线组成，在两个相反方向上产生相同的横向推力，可以在两个自由度下驱动，即前后平移和旋转；而四驱模式由四组II型天线组成，由于其非对称性，仅能在一个方向上产生推力，在不同组合的偏振光照射下，可以再提供一个额外的新自由度左右平移，实现二维全自由度驱动。
两驱和四驱微米无人机的驱动模式示意图。图片来源：Nat。Nanotechnol。
两驱微米无人机的光驱动旋转。图片来源：Nat。Nanotechnol。
四驱微米无人机的二维全自由度驱动。图片来源：Nat。Nanotechnol。
对于两驱微米无人机，驱动运动的光照强度可以比传统光镊低几个数量级。在平均强度为0。3mWm2的偏振光照射下，线性运动的速度达8nmms1。除了基本运动，通过增加或减少两种波长光照之间的功率比，无人机还可以沿复杂路径行驶，比如8字图形或螺旋图形。四驱微米无人机由于增加了一个自由度，可以实现更精准的操作和复杂的路径。
两驱微米无人机的驱动实验。图片来源：Nat。Nanotechnol。
四驱微米无人机的驱动实验。图片来源：Nat。Nanotechnol。
不过，三维运动需要控制全部6个自由度，可能意味着更多的天线和光束，布朗运动等扰动也会造成进一步影响，更具有挑战性。研究者称，下一步将考虑如何实现微米无人机的垂直运动，以及提高微米无人机的运动速度〔2〕。这些无人机基于之前研发的光学天线，即尺寸小于光波长的金属结构，经过专门地优化设计，可用于接收圆偏振光，WuXiaofei博士说〔3〕，除了直接操控微观物体外，还可以将一些功能性的光学器件装配在微米无人机上，例如纳米传感器、金属探针等，从而实现特殊环境下的探测及精确扫描。
Lightdrivenmicrodrones
XiaofeiWu，RaphaelEhehalt，GaryRazinskas，ThorstenFeichtner，JinQinBertHecht
Nat。Nanotechnol。，2022，17，477484，DOI：10。1038s4156502201099z
参考文献：
〔1〕X。Li，J。Ng，Microdronessoarbyrecoilinglight。Nat。Nanotechnol。2022，DOI：10。1038s41565022010944
〔2〕Lightdrives‘microdrones’everywhichway
Nature2022，605，10。DOI：10。1038d41586022011320
〔3〕MicrodronesWithLightdrivenNanomotors
https：www。uniwuerzburg。deennewsandeventsnewsdetailnewslichtmotorenfuermikrodrohnen1
隔离的生活真的很无语讲述自己所遇到的事，也许是感谢他人，或许是纪念某事。生活写作者奇台的疫情仍然严峻，在我回奇台后马上就被隔离了。隔离的生活特别枯燥，我以前没有被隔离过，所以感到害怕。但是后来慢慢地就
你输出什么，你就是谁卢梭说生活得最有意义的人，并不是年龄活得最大的人，而是对于生活最有感受的人。做你自己，然后去承受你为个性而付出的代价。为家庭和生活努力赚钱，去实现为爱承诺的人生。通过观察，互联网就
夜读丨时间很贵余生很美文字丨李华主播丨燕子伏尔泰曾出过一个谜世界上哪样东西最长又是最短的，最快又是最慢的？答案是时间。长短快慢，皆由心生，因人而异，大凡生活忙碌内心充实之人都会感叹人生匆匆，时间转眼即逝
一首诗敬逝者今天所有的头条都因为你而黯然就像你昨天离开的瞬间整个世界休克了顿失光鲜我听见妈妈的失声恸哭就似你坠地时的嘤然我好想用力抱一抱爸爸却止不住他愤怒的握拳今夜西安的月光无比惨淡惨淡得就像
余生有你，满心欢喜，心中有爱，时光永不老导语心爱的人，值得用一生珍惜，那是心里暖暖的依恋，真爱的情，犹如潺潺流水，生生不息地流淌在心间！漫长的岁月里，心爱的人永远忘不了，牵动心灵的情，任时光匆匆也不会丢失，爱你，余生只要
别在该动脑子的时候动感情作者采薇为情所困，是当下年轻人普遍的现象。颓废，无法割舍，抑郁，放弃生命，在生活中随处可见。其实这些我认为都可以归咎于，执着，不甘心，太闲，又或者是思想的偏差，不成熟。（当然这些不包括，看
生活不是段子不要念旧，要念书人们常说你走错了路其实你只是在走自己的路不要念旧，要念书没有所谓的感同身受有的只是隔岸观火人可以退场但是不可以迷失方向年纪越大越没有人能原谅你尽量开心尽量早睡没什么困难是战胜不了我
红尘纷扰，以素心端坐方能懂取舍明利弊，才能淡看风月笑对人生古训有曰勿贪小利，勿徇虚名。虚名如浮云，乃过眼云烟小利似诱饵，愿者上钩，因小失大。占便宜，看起来是得到了好处，但背后其实是更大的损失。占朋友的便宜，是自断退路占亲人的便宜，是作茧自
风口上猪都会飞风口后鸡毛遍地，未来WE3如何看待WEB3元界中的孤独者Decentraland在1。3B生态系统中的38位每日活跃用户虽然元界平台Decentraland和TheSandbox的日活跃用户均低于1，000，但它们
你要很早就明白，人生是一场未必有结果的征程文黏黏书怪你要很早就明白，你的付出未必会得到你所期待的回报。你很爱一个人，他未必要很爱你你努力工作，未必会得到晋升你热爱生活，生活未必以温暖报之。你要很早就明白，这些不过是生命的常
脱发脱到怀疑人生？这样做让你拥有一头令人羡慕的乌黑秀发秋日生活打卡季Withsilkyblackhair拥有柔顺的乌黑秀发精油食疗推荐脱发是女性最大困扰之一，几乎每天一把一把的脱发，直叫我们怀疑人生！脱发真的是正常的吗？为了解开这个迷
CBA三消息辽宁转会费破历史，万圣伟遗憾淘汰，郭昊文单手补扣大家好呀，我是北柠，各位小伙伴们要养成先赞后看的习惯哦！辽宁队这个休赛期做出了一些重要球员的交易决定，其中让球迷们最关注的就是高诗岩的交易了，毕竟高诗岩是现在辽宁队中实力非常不错的拒绝退役，愿重签湖人！佩总给出态度，你有望联手詹姆斯弥补遗憾当湖人在自由球员市场开启的第一时间一口气签下一共6名新援，并且在此后很长一段时间内没有任何动作的时候，不少人认为湖人的运作就这么结束了，他们又经历了一个雷声大雨点小的休赛期，他们距世界杯的遗憾511982年的科威特队基本的介绍科威特，作为中东海湾地区的弹丸小国，在真主的眷顾下，靠着地下的石油以及明智的海外投资，成为了超级富裕的国家。赚钱赚到梦中笑醒数钱数到十指俱废的科威特，并没有像心里没数的瑙1500元档性价比神机！天玑8100144Hz高刷，到底有何过人之处？手机更新迭代越来越快，这让很多想换手机的消费者越来越纠结，这么多手机该怎么选？哪些高价低配的手机？其实啊，手机更新迭代快对消费者是个好事，因为随着科技的进步，手机性能越来越好，处理荣耀Magic5X来袭，200倍变焦5000mAh100W，骁龙芯坐镇华为要把活下来作为主要纲领！不得不说任正非还是非常有远见。受各种局势的影响，未来起码三年，世界经济都不会有明显好转，因为全球经济一体化受到了挑战，所以现在国产科技企业考虑怎么样生存下半年旗舰认准骁龙8，小米一加努比亚齐聚，直接买不踩雷时间进入下半年，各大厂商纷纷发布了其旗舰产品，对于最近想换手机的小伙伴来说是一件好事情。不过面对众多的骁龙8产品，或许一时间不知道怎么选择，别急，下面给大家精选了三款优秀骁龙8机型李景亮接到夜魔的比赛很惊喜，想尽快多打几场比赛我也是夜魔粉丝，我也非常喜欢他。中国选手吸血魔李景亮在接受外媒采访时提到，能接到对阵夜魔弗格森的比赛对他来说是个惊喜。自今年4月份来美国佛罗里达的Sanford战队训练后一直努力训43岁奥运冠军陈艳青与64岁丈夫近况！他住她买的别墅，孩子跟她姓在竞技体育领域，奥运冠军常常被视为站在金字塔尖的幸运儿，不但需要远超常人的恒心毅力，还必须善于规划把握自己的人生。在运动员时期经历三进三出，复出一次就拿一次冠军，又在不到五年的时间去美元为何这么难？美国GDP还有哪些优势？我们如何快速追赶国际贸易用美元结算太方便了，但是方便的背后却充满危机，那就是随时可能被美国制裁甚至冻结财富，而美国依托美元的国际主导货币地位，经常性地把自身危机转嫁给别国，那么问题来了，为何这些国老字号五芳斋奋楫深耕本源助力国潮崛起新拳法把握风口续航扬帆乔布斯曾经说过，伟大的艺术品，不必追随潮流，他本身就能引领潮流！伟大的企业同样如此。距今已有百年历史的知名品牌五芳斋（代码603237，全称浙江五芳斋实业股份有限公司）即将登陆我国体坛连连看丨国际米兰吞赛季首败中国U18男篮惨遭韩国队逆转体坛连连看，每日体育新闻早知道！这是小编为你搜罗的今天的体坛最新资讯。意甲劳塔罗一度扳平国际米兰客场1比3负拉齐奥费利佩安德森头球破门，1比0劳塔罗抢点得分，1比1路易斯阿尔韦托轰幼儿专注力6岁）每日更新，为防止资料丢失，请右上角点击关注，更多实用内容持续上传！在育儿路上难的从来都不是搜集学习资源，而是归纳整理消化吸收这些资源，以及如何带动孩子持之以恒地去学习。把我们的时间买了本田皓影，自驾游成了周末的常态高颜值油耗低空间大，本田皓影混动版成了自驾游首选。车主因为购买了这款车，城市周围百公里的景点基本上都去过了，有时候甚至是被迫的，不得不开着自己的爱车当司机出去自驾游，真是幸福的烦恼退休后京郊找个小院养老真那么美好？酸甜苦辣故事多退休之后，不少城里人向往采菊东篱下，悠然见南山的田园生活，想要到京郊租个小院，安享晚年。然而，记者多方采访了解到，这种美好的田园生活中却有着不少甜酸苦辣视觉中国供图甜小院住着敞亮绿九寨沟遐思作者毕开恒九寨沟，一个童话的世界，吸引了多少人络绎不绝，接踵前往。腾格尔一首神奇的九寨更是把这童话的世界传遍五洲四海。久慕其名，一个暑热未消的九月，我和集团总经理姜存阳结伴，一起跟口罩期间，独自一人骑行丙察察，最担心的事情还是发生了骑行流浪环游中国D。150天（丙察察第三天）察瓦龙左布村目巴村21km记录二十多天前年自驾哥送的自热米饭察瓦龙躺平了31天，今天第32天硬着头皮出发了，去挑战中国十大自驾路线几乎全我在白哈巴很想你！我在白哈巴很想你！在作者李娟的笔下，我们看到了白哈巴深山牧场的朴素生活，看到了中哈大峡谷的气势磅礴，看到了属于空中草原的诗情画意，每到秋季，内心总是迫不及待的想要奔赴这里我在白哈巴暴跌70，10万人爆仓28亿，史上最大的泡沫破了跌破2万美元，比特币的崩盘或许刚刚开始。比特币再次跌破20000美元这个周末，虚拟货币惨遭抛弃。8月27日，比特币再次开启杀跌模式，24小时内跌幅逼近900美元，盘中最低点来到19氢燃料电池汽车未来已来？业内要先把成本降下来每经记者彭斐每经编辑董兴生作为一种来源丰富绿色低碳应用广泛的二次能源，氢能正逐步成为全球能源转型的重要载体之一。在此背景下，我国的燃料电池产业化也在提速。氢能产业是这几年刚发展起来油价调整后今天8月29日全国92号95号汽油售价，9月或将大幅上调今日全国最新油价信息，中秋节油价或将上调，95号汽油价格重回9元时代。今天是2022年8月29日星期一，国际原油价格冲高回落，作为国内油价调整参考指标之一的布伦特原油价格再次跌破每柏林计划限制对华投资，德媒呼吁德企早做准备，大众表示不会撤离在德国政客多次喊话，呼吁德企减少对华依赖后，德国多家媒体近日又开始鼓吹经济脱中论。先是德国之声呼吁在华德企早做准备，紧接着，德国商报又报道称，德国政府正计划限制对华投资，联邦经济部华为两款新机入网其中一款为新版P50Pocket折叠屏手机近日，两款华为新机通过了工信部认证，一款为直屏另一款为折叠屏手机。华为这款直屏手机的型号为CHAAL80，机身正面为一块居中挖孔屏侧边指纹识别，后置竖排三摄内置3900mAh电池。