雷宏香教授、杨国伟教授团队在可编程光流体操控研究中取得进展

       光流体操控技术在生物传感、芯片实验室和微纳机器人等领域具有重要应用前景。然而，现有光流体操控技术中，传统光镊驱动力有限，光热马兰戈尼流系统又多依赖固定纳米结构或特定通道几何，可重构性和适应性不足。针对这一难题，团队提出利用聚焦激光束照射金膜产生微气泡，在气液界面形成温度梯度，进而产生表面张力梯度并驱动马兰戈尼对流；通过扫描光镊实时调控激光焦点的位置、数量和空间排布，可重构马兰戈尼微流场，实现无需外泵、按需可编程的微纳粒子定向输运与转向。结果表明，单光束照射可实现远程定向输运；双光束照射形成四极涡旋，实现90°转向；三/四光束照射分别实现60°/45°转向；4×4气泡阵列可实现Z形长程输运与旋转流场，10×10阵列预计处理速率超过20,000粒子/秒。该平台还可与微流通道集成，实现无泵按需路由，并可无损伤操控生物细胞。这种无泵、可编程、可重构的光流体操控能力，为微纳尺度物质输运与操控提供了一种通用策略，有望在生物医学、微纳工程、化学分析和环境检测等交叉领域得到广泛应用。

      该工作于2026年8月17日以“Reconfigurable multibeam engineering of Marangoni convection for programmable optofluidic steering”为题发表在国际SCI学术期刊Nature Communications 2026, 17:9854上面。中山大学材料科学与工程学院为论文第一完成单位。我院博士后刘晨晨为论文第一作者，中山大学雷宏香教授和暨南大学张垚、南凡教授为通讯作者，杨国伟教授对本工作的完成给予了重要指导。该研究工作受到国家自然科学基金和广东省自然科学基金的大力支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76930-5

图1. 基于多光束诱导可重构马兰戈尼对流的可编程光流体操控平台原理图。

图2. 基于多光束诱导可重构马兰戈尼对流的可编程光流体操控平台实验验证。

初审：袁湛楠

审核：田雪林、许俊卿

审核发布：李伯军