近日，物理与光电工程学院和医学光子学创新研究院陈嘉杰副教授联合美国德克萨斯大学奥斯汀分校郑跃兵教授，在微纳光操控领域取得重要原创成果，提出了一种基于冰—水相变界面调控的新型冰相光热镊技术，成功实现了对微纳颗粒、生物分子以及冰内微气泡的可编程操控，解决了微纳尺度下物体操控“灵活性”与“稳定性”难以兼得的基础难题。相关成果以 “Ice-phase optothermal tweezers” 为题发表在国际学术期刊 Nature Communications上。深圳大学博士研究生周健行和彭宇航为论文共同第一作者，美国德克萨斯大学奥斯汀分校郑跃兵教授和深圳大学陈嘉杰副教授为共同通讯作者。深圳大学为该文章的第一完成单位。
该技术利用聚焦激光在固态冰基质中创建局部融化区，通过推进的凝固锋面及局域热渗流机制，实现了高达 10-100 µm/s 的超快可编程操控。此方法打破了材料属性限制，不仅能对介电/金属纳米颗粒、蛋白质及单链 DNA 进行操控与高精度组装，更首次解锁了对冰中微气泡的动态操控，实现了气泡的可逆拆分、拉伸以及向复杂几何形状的“精确雕刻”。
此外，团队利用该平台成功制备了由金纳米颗粒和二氧化硅组成的异质结构（Au-SiO2）。组装后的结构展现出显著的各向异性和手性光学响应，为手性光子学和低温偏振控制光学器件提供了全新的制造路线。该工作将光学微操纵疆域成功拓展至冷冻环境，为低温原位光谱学及复杂功能性超结构制造奠定了技术基础。
该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省科技厅项目以及深圳市科技创新计划项目科的支持。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-026-74027-7
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