通过光热诱导的纳米流体组装的铁流体动力学，研究磁光驱动宏观物体的旋转动力学

《ACS Photonics》：Rotational Dynamics of Magneto-optically Driven Macroscopic Objects through Photothermally Induced Ferrohydrodynamics of Nanofluid Assembly

利用激光诱导热磁梯度新型光机械系统实现磁性流体微滴远程操控，可无机械传动驱动宏观物体，通过调节激光位置和强度控制旋转方向与角速度，实验获得6nN·μm扭矩和140倍载重比，为流体操控机器人提供新方案

　　

在流体环境中，利用微纳米游泳器对大型宏观物体进行远程操控在机器人技术中具有巨大潜力。传统的基于光生角动量或光与物质相互作用产生的反冲力的分子或微系统光学控制方法，其作用力受到电磁场强度的限制。本文提出了一种新型光机械系统，该系统利用激光在铁磁流体微滴中产生的热磁力梯度来产生更大的扭矩，从而实现宏观物体沿任意所需轴线的可控旋转。这一独特机制利用了由空间局域化的激光光热效应控制的铁磁流体液滴区域的扭转运动。铁磁流体中的微滴与具有较大表面积的宏观物体相连，使得无需机械执行器即可实现水面上较重负载的光学旋转。通过调整激光的位置，可以改变旋转方向（顺时针或逆时针）。角速度可通过调节激光强度来控制，并取决于物体的质量。实验结果表明，使用300毫瓦的激光功率即可产生6纳牛顿·微米的巨大扭矩，且最大负载重量与微滴自身重量的比值可达140倍。这一技术为远程控制机器人和流体操控开辟了新途径，能够在各种环境中更高效、更灵活地控制宏观物体。