结合交流介电悬浮的光镊：一种强大的微粒操控方法

光镊以其高精度、动态控制和非接触性，在微米和纳米尺度的科学研究和应用中日益重要。然而，光镊的操控受到吸附力的挑战，包括存在于微纳米物体之间的范德华力、毛细力和静电力。由于激光功率对光力施加的固有局限性，这些吸附力难以克服。受磁悬浮列车启发，我们提出了一种结合介电泳力和光梯度力的多物理场耦合方法，以实现广泛适用和低损伤的微纳米颗粒操控。我们开发了一种装置，该装置引入电场，利用交流 (AC) 介电悬浮将物体从坚硬基底上分离，然后再用光镊进行操控。我们以微米级聚苯乙烯 (PS) 微球为操控对象，并通过有限元模拟阐明了悬浮机制。对于较大的颗粒，例如 100 $\mu$m 的 PS 微粒和 200 $\mu$m 的微齿轮，AC 介电悬浮使其能够被光镊操控。此外，三种细胞展现出的更好存活率表明该方法具有较低的生物损伤。鉴于其广泛的适用性和生物相容性，AC 介电悬浮技术显著扩展了光镊的能力，允许操控更大的颗粒和细胞。这一进展解决了光镊在处理大尺寸颗粒时的局限性，并增强了其在各种应用中的多功能性。