最近，美國伊利諾斯大學研究人員演示了一種新式光鑷：用雷射照射一種蝴蝶結形的納米光學天線陣列，調節雷射的照明屬性就成為一種靈巧的光鑷，鑷住各種粒子並能把不同粒子按大小排列。相關論文發表在近期出版的《納米快報》上。
納米光學天線是一種能將光頻電磁波高效耦合到亞波長尺度的納米光子器件，在小面積聚光方面獨具優勢。伊利諾斯大學厄本納-香檳分校機械科學與工程副教授凱曼尼•圖森特介紹說：「我們首次演示了利用金質蝴蝶結形納米天線陣列（BNAs）實現多種形式的光捕獲，能操控從亞微米到微米大小的物體。」
研究小組根據經驗繪製了「光捕獲相位圖」，利用該圖成功演示了多種形式的捕獲反應，包括在整個納米天線範圍上用單束光鑷住單個粒子、用單束光鑷住排成2維六邊形的多個粒子、將粒子按大小排列、將從亞微米到微米的粒子以3維形式堆疊起來等。
「和其他等離子鑷相比，金質蝴蝶結形納米天線陣列不僅能捕獲粒子，還能通過調節光學參量如低輸入能量的密度、波長和極性來操控粒子。」論文第一作者、圖森特小組研究生布瑞恩•洛克斯沃斯說。
「實驗顯示，只要很低的能量密度就能實現各種控制，我們能用普通的雷射筆就做到這些。」圖森特說，「利用熱效應結合光壓力，能一次鑷住幾十個粒子。」
研究人員解釋說，蝴蝶結形納米光學天線有很強的聚束和增強效應，可作為一種高效光鑷，允許在水性環境中以極低密度的能量輸入，實現對亞微米和微米級粒子的高速控制。這些特性對於光流應用（如晶片實驗室設備）、光物質形成、膠體動力學基礎物理研究方面非常有用，還能在控制生物物質時，降低對樣本的拍攝傷害。