光控电源驱动的可编程运动微型游泳器机器人
软凝聚态物质
2024-09-25 v1 应用物理
摘要
本文报道了一种新型主动粒子，具备动态可编程运动能力，由电力驱动。我们实现了将主动运动的推进机制与转向机制分离的物理原理，利用光敏感半导体涂层对复杂微型结构进行光学激活、图案化处理。我们的工程化微型游泳器机器人采用诱导电荷电流式输运 (ICEP) 机制实现线性运动，采用光调制电动力学推进 (OMEP) 进行转向。通过暴露于其带隙以上波长的光线，利用半导体的光导电特性调节图案化 ZnO 半导体涂层的极化率，从而实现光学调制。与依赖改变光照方向或对狭窄光束进行空间控制的先前方法不同，我们的方法在均匀环境光照条件下实现光学转向，从而大大降低了光学系统的复杂性。推进与转向的解耦使得微型机器人在开放式和闭环控制模式下均可编程其轨迹。我们预计，这些发现将为高效的光控控制活性粒子轨迹提供方法，并使对带有不同带隙半导体涂层的特定活性微粒子子群进行选择性操控成为可能。
引用
@article{arxiv.2409.15382,
title = {Programmable Motion of Optically Gated Electrically Powered Engineered Microswimmer Robots},
author = {Matan Zehavi and Ido Rachbuch and Sinwook Park and Touvia Miloh and Orlin Velev and Gilad Yossifon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.15382},
year = {2024}
}