纳米光镊技术发展与应用的研究

阐述了纳米光镊技术的特点,它将操作和探测精度从微米提高到纳米。归纳和总结了纳米光镊技术最新方面的研究进展,叙述了一些先进组合技术在改进光镊装置构造、操作精度以及校准方面的应用,并在此基础上提出了一些构想和建议。

纳米光镊技术——新兴的纳米生物技术

介绍了一种新兴的纳米生物技术———纳米光镊技术,操作和探测精度从微米提高到纳米。在技术手段、实验方法和应用领域上都有了实质性的提高和深化。本文对它的基本特点、关键技术、实验方法及其应用的发展现状与未来作了简要的介绍和评述并指出了它在纳米生物学研究中的重要地位。

光镊技术在生命科学研究中的发展与应用

介绍了光镊技术的原理和系统结构,追踪了光镊操作和探测技术从微米到纳米的进展,最后给出了纳米光镊在生物技术领域的应用。

光镊技术进展及其在水泥基材料中的应用展望

受限于传统表征方法的能力,在建立硅酸盐水泥最主要的水化产物——水化硅酸钙(C-S-H)理论模型时获取的化学组成、结构参数等信息多是基于水泥颗粒群的测试结果。由于C-S-H的组成和结构极易受水化环境影响,C-S-H结构和组成的量化研究有待进一步优化。光镊技术作为一种可实现微小粒子无损捕获的技术,已被用于多个领域的单颗粒研究。将光镊技术引入水泥基材料领域,观测单个水泥颗粒的水化,有利于实现其水化条件的精准控制,降低不同颗粒间的相互影响。利用光镊技术从微米和纳米尺度直接获取C-S-H的形貌特征、化学组成及结构参数等信息,为进一步优化C-S-H纳米结构模型提供理论依据。按照捕获精度的不同,光镊技术经历了三个主要发展阶段:(1)常规远场光镊。多适用于捕获微米级粒子。其捕获对象以生物细胞为主,逐渐向有机和无机材料领域拓展。(2)近场光镊。利用近场光学的倏逝场,突破了传统衍射极限限制,实现了微米及亚微米尺度粒子的捕获。(3)纳米孔径光镊。主要基于自诱导反作用力(SIBA)效应,使得捕获精度提升至纳米尺度,降低了激光功率,减小了热损伤,丰富了光镊技术可操控的对象。目前三种光镊技术的捕获介质满足液体、气体与真空环境,捕获对象包含有机粒子、无机粒子和金属粒子等,理论上可满足各领域的研究要求。光镊技术能否捕获微粒与激光波长、光束功率、捕获介质、微粒性质等诸多因素相关。微粒性质主要与其折射率有关,折射率越大越有利于产生拉力,即梯度力。本文统计了已经实现捕获的部分微粒的性质,其物质折射率涵盖0.30~2.86。对水泥颗粒而言,其折射率在1.7左右,静止空气的捕获介质不会影响水泥水化,毫瓦级的捕获功率不足以损伤水泥颗粒,因此理论上可实现稳定捕获。本文综述了光镊技术的研究现状,重点探讨了其应用对象、操作环境以及操作精度的异同,提出了光镊技术在水泥基材料中的应用前景。

多功能光镊系统的构建与单细胞/单分子研究

光镊技术是近二十年发展起来的新的激光显微操纵与测量技术,它具有不接触、无污染,作用力均匀,对生物体无损伤等独特优点,在生物医学,材料科学、物理学。

液滴间相互作用机制定量探究的研究进展

乳液广泛地应用于日常生活、医疗健康以及工业生产等众多领域。定量测量和研究乳液液滴间的相互作用力对于理解和揭示乳液的稳定机制以及开发制备功能型乳液具有重要的应用前景和学术价值。随着定量测量工具的发展,表面力仪、原子力显微镜、纳米光镊等使得定量研究乳液的稳定机制成为可能。表面力仪主要用来测量两个平坦表面间的相互作用力,待测的高分子或者功能材料需要涂敷在两个平面之间;原子力显微镜主要侧重研究液滴的形变和表面力之间的关系;纳米光镊技术"无接触"地捕获和夹持两个微米级液滴进行液滴间相互作用力的原位测量,主要研究的是液滴间相互作用和液滴表面前端距离的定量关系。本文重点阐述三种定量测量工具的研究现状及其研究体系,并对未来在液滴间相互作用机制研究方面进行展望。

Dynamic of the Dielectric Nano-Particle in Optical Tweezer Using Counter-Propagating Pulsed Laser Beams

In this article, the dynamical process of the dielectric particle in the optical tweezer using the counter-propagating Gaussian pulses is investigated by the Langevin equation concerning the Brownian motion. The temporal stabilities of particle is simulated. The influence of the duration, repetition period and delay time between pulses on stability is discussed.