2026年6月17日，国际顶级学术期刊《Nature》刊登了一项来自中国科研团队的重磅成果——安徽大学光电信息获取与防护技术全国重点实验室青年教师潘登与中国科学技术大学吴东教授、胡衍雷教授团队合作，提出了面向纤基集成器件的飞秒激光复合制造方法，在商用光纤端部成功构建了一种三维光纤微镊（3D Optical Fibre Gripper，简称OFG），实现了微米尺度目标的高精度、低损伤与可编程三维操控。

这项成果不仅是安徽大学首次以第一单位在《Nature》期刊上发表论文，更标志着中国在微纳精密操控领域实现了从跟跑到领跑的关键跨越。《Nature》同期还发表了题为”Light-controlled microgripper punches above its weight”的评论文章，对该成果给予了高度评价。

技术突破与创新

破解微操控领域的”不可能三角”

微纳尺度的精准操控是光电信息技术、先进制造、生物医学等领域的重要前沿方向。2018年，光镊技术因其在生物系统中的应用获得诺贝尔物理学奖，但传统光镊依靠聚焦光束形成的光学势阱实现控制，虽然具备非接触和高精度优势，但作用力极为有限——通常在皮牛级别，且无法操控不透明物体。

另一方面，传统的机械、气动或液压微夹持器虽然可提供较大作用力，但器件体积和外部驱动系统复杂，难以在微细血管、胆管等微尺度受限空间内实现高精度操控。操控精度、输出力、器件尺度和系统集成度之间的”不可能三角”，长期以来是制约微纳操控技术发展的核心瓶颈。

“骨骼+肌肉”仿生设计

这项技术的创新之处在于，研究团队从人体运动系统中汲取灵感——肌肉负责产生收缩力，骨骼负责传递和支撑力量。基于此，团队设计了一种仿生结构：

• “骨骼”：由刚性光刻胶制成，形成三个微小的爪子（三爪结构），负责机械输出和抓取；
• “肌肉”：由掺杂了银纳米颗粒的温敏响应水凝胶制成，负责驱动力的产生。

整个微镊一体成型于商用光纤端面，整体尺寸仅38×38×61μm，细于人发丝。近红外激光（808nm）照射后凝胶吸热收缩，毫秒级控制爪子开合；无光时自动闭合待机。

核心性能突破

指标	传统光镊	三维光纤微镊
输出力	皮牛级	微牛级（提升10万倍）
最小介入尺寸	受限	300μm以内狭窄腔体
抓取对象	仅透明微粒	细胞、芯片、微型零件
操控维度	2D	3D立体
系统复杂度	需大型外置光路	仅需光纤+激光

应用场景

短期落地：微创医疗器械

• 搭载内窥镜进入胆管、血管完成单细胞活检、微小病灶剥离
• 早期肿瘤、胆道疾病筛查
• 循环肿瘤细胞分离、干细胞培育

中长期成长：微纳制造

• 半导体先进封装：晶圆微小元器件、光芯片微米级装配
• 微型齿轮、精密轴承组装
• 适配1.6T/3.2T高速光模块封装

产业化前景

该技术直接复用市面量产商用光纤，仅增加飞秒激光微加工工序，现有光纤、激光产线无需大规模改造，工业化转化速度极快。研究成果为生命健康和微创医疗等方向提供了全新的技术路径，有望开启微纳精密操控的产业新周期。