《Device》中国科学院深圳先进院杜学敏教授团队：自供能静电镊实现高度灵活与适应性物体操控

光镊、电场操控等技术因能通过物理场以非接触的方式操控微粒、液滴和生物样品，在化学反应、微纳机器人和生物医学等领域得到了广泛应用。特别是，电润湿和静电镊等电场操控技术因能产生强大可调的电场，且实现高时空分辨的物体操控而备受关注。然而，这类电场操控技术通常需要复杂的电极阵列预先设计和外部电源，因此在实际应用中面临灵活性低和适应性差的挑战。

为解决物体操控灵活性和适应性的问题，杜学敏研究团队在前期光诱导带电表面材料及液滴操控的研究基础上（Science Advances, 2022, 8(27), eabp9369; National Science Review, 2023, 10(1), nwac164; Nanoscale, 2024, 16, 8820），成功设计出了无需复杂电极阵列和外部电源的自供能静电镊（self-powered electrostatic tweezer, SET）。7月25日，相关成果以“Self-powered electrostatic tweezers for adaptive object manipulation”为题，发表在Cell Press旗下旗舰期刊Device上。该静电镊基于聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDF-TrFE)）基电极摩擦过程中的电荷累积和动态调控能力，为气、液、固等多种材料物体的精准操控提供了前所未有的灵活性和适应性，且适用于从开放到封闭的操控体系、单个到多个物体、二维到三维的操控表面，并广泛应用于液滴机器人、细胞组装和无泵微流控等领域。

文章链接：https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00340-5

图1 SET的设计

图2 SET的电荷累积和调节能力

图3 SET的物体操控性能

图4 SET在开放和封闭体系下的物体操控

中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员为该文章的通讯作者，博士研究生刘聪为第一作者。该文章获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会、广东省区域联合基金重点项目、深圳市杰青和深圳市医学研究基金等科技项目支持。

杜学敏，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心主任、研究员；入选中国科学院青年创新促进会优秀会员、广东省“特支计划”科技创新青年拔尖人才、深圳市杰青；被遴选为国际仿生工程学会常务委员、中国微米纳米技术学会青年工作委员会委员、中国复合材料学会智能复合材料专业委员会委员；担任

Research

Advanced Bionics

The Innovation

National Science Open

Science Advances

Matter

Advanced Materials

Device

ACS Nano

Advanced Functional Materials

National Science Review

团队长期招聘博士后，欢迎将简历发送至：xm.du@siat.ac.cn

网站：https://ibmd.siat.ac.cn/