Reconfigurable multi-component micromachines driven by optoelectronic tweezers.
Reconfigurable multi-component micromachines driven by optoelectronic tweezers.
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DOI：
10.1038/s41467-021-25582-8
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发表时间：
2021-09-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wheeler AR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang S;Elsayed M;Peng R;Chen Y;Zhang Y;Peng J;Li W;Chamberlain MD;Nikitina A;Yu S;Liu X;Neale SL;Wheeler AR
能够将能量转化为亚毫米级运动的微电机的发展引起了人们的极大兴趣。微机械将微电机概念进一步发展，包括复杂的系统，其中多个组件协同工作，有效地实现复杂的机械任务。本文介绍了基于光电镊子（OET）的光驱动微电机和微机械。使用圆形微齿轮作为单元组件，我们展示了一系列新功能，包括允许精确三维粒子轨迹编程的非接触式微给料辊，用作扭矩或速度放大器的多组件微齿轮系，以及用作微流体阀的微齿条和小齿轮系统。这些复杂的系统为未来复杂的微机械提供了巨大的潜力，可以应用于微型机器人、微操作、微流体等领域。光驱动的微电机可以将能量转化为亚毫米级的运动。在这里，作者扩展了这一概念，并引入了由光电镊子驱动的多组件可重构微机器，并展示了新的功能。
There is great interest in the development of micromotors which can convert energy to motion in sub-millimeter dimensions. Micromachines take the micromotor concept a step further, comprising complex systems in which multiple components work in concert to effectively realize complex mechanical tasks. Here we introduce light-driven micromotors and micromachines that rely on optoelectronic tweezers (OET). Using a circular micro-gear as a unit component, we demonstrate a range of new functionalities, including a touchless micro-feed-roller that allows the programming of precise three-dimensional particle trajectories, multi-component micro-gear trains that serve as torque- or velocity-amplifiers, and micro-rack-and-pinion systems that serve as microfluidic valves. These sophisticated systems suggest great potential for complex micromachines in the future, for application in microrobotics, micromanipulation, microfluidics, and beyond. Light-driven micromotors can convert energy to motion in sub-millimeter dimensions. Here, the authors extend this concept and introduce reconfigurable micromachines with multiple components, driven by optoelectronic tweezers, and demonstrate new functionalities.
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