فريق بحثي صيني يطور ملاقط دقيقة ثلاثية الأبعاد من الألياف الضوئية لتحقيق تحكم دقيق على مستوى الميكرومتر

أخبار ar.wedoany.com، تعاون بان دينغ، الأستاذ الشاب في المختبر الرئيسي الوطني لتكنولوجيا الحصول على المعلومات الضوئية الإلكترونية والحماية بجامعة آنهوي الصينية، مع فريق من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، لاقتراح طريقة تصنيع مركبة بالليزر الفيمتوثانية موجهة للأجهزة المتكاملة القائمة على الألياف. ونجح الفريق في بناء ملاقط دقيقة ثلاثية الأبعاد من الألياف الضوئية على طرف ألياف تجارية، مما أتاح تحقيق تحكم دقيق ثلاثي الأبعاد عالي الدقة ومنخفض الضرر وقابل للبرمجة على أهداف بحجم الميكرومتر. نُشرت نتائج هذا البحث في يونيو 2026 في المجلة الأكاديمية الدولية "نيتشر" (Nature).

يُعد التحكم الدقيق على المستوى النانوي والميكرومتري اتجاهاً رئيسياً في مجالات تكنولوجيا المعلومات الضوئية الإلكترونية، والتصنيع المتقدم، والطب الحيوي. تواجه تقنيات التحكم الدقيق الحالية صعوبات مزمنة في الموازنة بين دقة التحكم، وقوة الإخراج، وحجم الجهاز، ودرجة التكامل النظامي. لمواجهة هذا التحدي، اقترح الفريق البحثي استراتيجية تصميم لنظام دقيق متعدد المواد على طرف الألياف، معتمداً على تقنية المعالجة الدقيقة النانوية بالليزر الفيمتوثانية عالية الدقة، لدمج نقل الضوء، والتحويل الحراري الضوئي، واستجابة المواد اللينة، والإخراج الميكانيكي للهياكل الدقيقة الصلبة في طرف ألياف واحد، مما أدى إلى بناء ملاقط دقيقة ثلاثية الأبعاد جديدة من الألياف الضوئية.

وفقاً للفريق البحثي، فإن قوة إخراج هذه الملاقط الدقيقة ثلاثية الأبعاد تزيد بمقدار مائة ألف مرة عن الملاقط الضوئية التقليدية، مما يتيح تحقيق تحكم دقيق في الأهداف بحجم الميكرومتر وتجميع دقيق للهياكل الدقيقة المعقدة. تستخدم الملاقط الضوئية التقليدية ضغط الإشعاع الضوئي لالتقاط الجسيمات، وتكون قوة الإخراج عادةً في نطاق البيكونيوتن (pN)، بينما تحقق هذه الملاقط الدقيقة الجديدة، من خلال التآزر بين التحويل الحراري الضوئي والإخراج الميكانيكي للهياكل الدقيقة، قفزة هائلة في قوة التحكم. في الوقت نفسه، تعمل هذه الملاقط الدقيقة كـ"يد ماهرة مصغرة" على مستوى الخلية، مما يتيح إجراء عمليات دقيقة على الأجسام المجهرية مثل الخلايا المفردة، وإتمام أخذ عينات دقيقة في مساحات ضيقة لا تتجاوز مائة ميكرومتر.

المختبر الرئيسي الوطني لتكنولوجيا الحصول على المعلومات الضوئية الإلكترونية والحماية بجامعة آنهوي هو منصة بحثية وطنية معتمدة من وزارة العلوم والتكنولوجيا، متخصصة في مجالات الحصول على المعلومات الضوئية الإلكترونية، وتقنيات الحماية، والأجهزة الضوئية النانوية. تستخدم تقنية المعالجة بالليزر الفيمتوثانية تفاعل الليزر ذي النبضات القصيرة للغاية (في نطاق 10⁻¹⁵ ثانية) مع المواد، وتتميز بمزايا مثل منطقة التأثير الحراري الصغيرة، والدقة العالية في المعالجة، والملاءمة لمجموعة متنوعة من المواد، مما يجعلها إحدى الوسائل التقنية الرئيسية لتحقيق المعالجة الدقيقة على المستوى النانوي والميكرومتري.

أشار الباحثون إلى أن هذه النتيجة تمكن الألياف الضوئية من التوسع من كونها مجرد ناقل تقليدي للمعلومات الضوئية والطاقة الضوئية إلى منصة متكاملة قابلة للتحكم الضوئي في العمليات النانوية والميكرومترية. تحمل هذه التقنية آفاق تطبيق واعدة في مجالات علوم الحياة، والطب الجراحي البسيط، والتصنيع المتقدم، وتوفر حلاً تقنياً جديداً للتحكم الدقيق على المستوى النانوي والميكرومتري. يمثل البناء الناجح للملاقط الدقيقة ثلاثية الأبعاد من الألياف الضوئية تقدماً مهماً للصين في مجال تقنيات التحكم الدقيق النانوي والميكرومتري، ويفتح آفاقاً جديدة لتطوير الأجهزة المتكاملة القائمة على الألياف الضوئية.

تمت ترجمة هذه المقالة بواسطة موقع WedoAny، ويجب أن تشير جميع الاستشهادات بالذكاء الاصطناعي إلى المصدر "WedoAny". في حالة وجود أي انتهاك لحقوق الملكية الفكرية أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديل المقالة أو حذفها. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com