Wetenschappers hebben een baanbrekende nieuwe techniek ontwikkeld die de weg zou kunnen effenen voor de volgende generatie optische pincetten.

Een team van onderzoekers van de universiteiten van Glasgow, Bristol en Exeter, hebben een nieuwe methode ontwikkeld om microscopisch kleine objecten te verplaatsen met behulp van microrobotica.

Momenteel, optische pincet - die worden gebruikt om eiwitten te bestuderen, biologische moleculaire motoren, DNA en het innerlijke leven van cellen - gebruik licht om objecten zo klein als een enkel nanodeeltje op één plaats te houden.

Ze gebruiken de ongebruikelijke optische krachten die worden gecreëerd door strak gerichte laserstralen om deeltjes op te vangen en te manipuleren, in wezen fungeren als 'microscopische handen' voor wetenschappers.

De eerste optische pincetten werden in de jaren 70 ontwikkeld door Dr. Arthur Ashkin. Vanaf dat moment, een reeks doorbraken hebben wetenschappers in staat gesteld om complexe objecten zoals virussen en cellen te manipuleren. Dr. Ashkin, nu in de 90, ontving onlangs in 2018 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor zijn baanbrekende werk.

Echter, deze bestaande techniek heeft beperkingen:de hoge lichtintensiteit die een optische pincet vereist, kan levende biologische exemplaren beschadigen, en beperk ook de soorten objecten die kunnen worden vastgehouden.

Nutsvoorzieningen, het onderzoeksteam heeft een nieuwe techniek ontwikkeld die optische vangst mogelijk maakt zonder laserlicht op de ingesloten deeltjes te concentreren.

Om dit te doen hebben ze optisch opgesloten microrotors ontwikkeld, die in de vloeistof rond het deeltje worden geplaatst, en gebruikt om zijn beweging te manipuleren met behulp van vloeistofstroom.

Terwijl de microrotoren worden geroteerd, ze creëren een golf in de vloeistof die een kracht uitoefent op het deeltje - net zoals een waterstraal in een jacuzzi alles kan wegduwen dat voorbij drijft.

Door de richtingen van elke microrotor te regelen, wetenschappers kunnen het deeltje naar een specifieke locatie verplaatsen of het op één plek houden, zodat deeltjes met een hoge resolutie kunnen worden gesorteerd of afgebeeld.

Cruciaal, deze nieuwe techniek stelt wetenschappers in staat om stroming te gebruiken om één specifiek deeltje tegelijk te lokaliseren, en geen invloed hebben op anderen in de buurt.

Het onderzoek is gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift Natuurcommunicatie .

Dr. Philips, onderdeel van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Exeter, en senior auteur van de studie zei:"Dit onderzoek breidt de toepassingen van optische pincetten uit om deeltjes van elk materiaal in een vloeibare omgeving op te vangen, en zonder risico op fotobeschadiging, en draagt ​​bij aan de toolbox met technieken waarmee we nieuwe nanotechnologieën kunnen ontwikkelen."