基于等离子体的布朗漂移用于分析的定向输运
介观与纳米尺度物理
2025-09-22 v2
摘要
控制微米及纳米尺度物体的长程输运是实验室芯片和微流控应用中的关键要求，使其能够高效捕获、浓缩、操作和检测分析物。传统方法如微流体泵和光学捕获面临着高能耗和作用范围受限等挑战。本研究引入一种用于定向输运介导型纳米尺度颗粒的等离子体布朗漂移器，在较低光功率下实现。通过数值仿真，我们优化了漂移器几何结构以增强电场、光力和捕获势。实验上，等离子体漂移器证明能够在特定方向上实现 40 纳米聚苯硫醇球体随机热运动的整流，最高可达每秒 2.4 微米的速度，激发功率仅为 0.785 kW/cm^2。该等离子体漂移器为针对芯片上纳米尺度分析物的靶向输送和浓缩提供了稳健且高效的解决方案，对于推动生命科学领域的应用具有重大意义。
引用
@article{arxiv.2408.00515,
title = {Plasmonic Brownian Ratchets for Directed Transport of Analytes},
author = {Marciano Palma do Carmo and David Mack and Diane J. Roth and Miao Zhao and Ancin M. Devis and Francisco J. Rodríguez-Fortuño and Stefan A. Maier and Paloma A. Huidobro and Aliaksandra Rakovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.00515},
year = {2025}
}
备注
version 2; prepared for submission to Nano Letters journal