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7月10日，据中国科学院西安光机所消息：该所瞬态光学研究室团队造出一种特殊的“光针”，能像智能机械手一样，在微观世界里实现对手性分子的自动识别、分离和远距离负向运输。
“手性分子就像人的左手和右手，外形相似却无法重合。二者互为镜像，被称作‘对映体’。‘对映体’理化性质几乎一致，生物活性却天差地别。如何把这对可能一个治病、一个有毒的‘孪生兄弟’干净利落地分开，一直是手性研究领域的核心目标。”谈起这项研究的初衷，西安光机所副研究员李曼曼用了一个形象的比喻。
近年来，手性光与物质相互作用领域的前沿进展为此提供了新思路，但现有光力分离手段大多局限于二维平面，并需要借助微流控或人工微结构辅助粒子输运，系统复杂且场景受限。
为解决上述问题，研究团队创新性地将光学牵引效应与手性光与物质相互作用相结合，利用环形光束紧聚焦，形成一根在约50个波长纵深内光强均匀的“光针”。这束特殊调制的光针保留了入射光的手性特征，能像一把钥匙只开一把锁那样，选择性地“钩住”特定手性的微粒。
“我们让‘光针’充当‘光学之手’，既能根据手性差异精准识别特定微粒，又能像‘倒车牵引’般逆向拉动微粒，从而在三维空间中实现长距离输运。”李曼曼这样描述这套方法的精妙之处，“在此基础上，我们还进一步构建‘双光针’光场，在微观空间铺设两条并行光学传送带，可同时分选两种对映体，如同搭建出一套全光调控的微观智能分拣流水线。”
通过计算模拟证实，这种新方法所产生的光学力足以轻松压制液体对粒子的拖拽作用和分子无规则碰撞的干扰，有望实现高通量手性分选。由于全程不直接接触微粒，也无需额外微流控装置，该方法在制药、生化传感及纳米材料分离等领域具备重要应用价值。
上述成果在国际期刊《纳米光子学》上发表。该研究得到国家自然科学基金、陕西省重点项目等支持。
来源：群众新闻丨编辑：廖辉丨校对：王军望丨审核：马悦丨转载请注明出处
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