光热微马达

双模变速涌动

由光热温差周期性驱动，在慢速自热泳/热毛细流与快速热对流间自发交替，实现可调的集体振荡。

王丹 · 张雨航 · Li, Mingtong · 夏友谊 · 金玲 · Bingbing, Wang · 高宏 · 杨明成 · 董彬

Langmuir 2026

参数信息

慢速模式速度

70 μm/s

快速模式速度

2422 μm/s

技术优势

无需化学燃料

振荡由光热诱导的温差周期性变化驱动，仅需静态光照，避免了化学燃料消耗和副产物产生，适合封闭和生物兼容环境。

双模式速度切换

微马达群在约70 μm/s的慢速自热泳/热毛细模式与约2422 μm/s的快速热对流模式之间自动交替，速度变化超过30倍。

振荡行为可调

通过调节光照强度和微球浓度即可控制振荡频率和模式，无需改变系统结构。

应用场景

• 微流控主动混合：利用周期性的快慢模式切换，可在微通道内产生强烈的瞬态对流，实现无机械部件的主动混合。
• 微型机器人：微马达群无需化学燃料即可产生可调的运动模式，适合作为微型机器人的驱动单元或集群控制平台。
• 光热传感：振荡频率随光照强度变化，可作为光热传感的读出信号，将光强转化为可观测的集体动力学响应。
• 软物质器件：该系统展示了软物质中由温度梯度驱动的自组织振荡，可用于设计响应性软材料或器件。
• 仿生群体行为：光热微马达群的集体振荡为非化学驱动的活性物质群体行为提供了简化的实验模型，有助于理解生物集群振荡机制。