CNP。图片来源：自然通讯（2026年）

日本·韩国科研团队首次用圆偏振光实现金属手性纳米粒子光学选择性运输

东京理科大学、分子科学研究所与首尔国立大学共同发表突破性研究，揭示超薄光纤与圆偏振光可精确操控纳米级手性物体

《Nature Communications》发表的研究显示，三国科研团队通过在超薄光纤上照射圆偏振光，能够在纳米尺度上实现手性金属纳米粒子的选择性移动与分离，为未来药物研发、纳米制造等领域打开了新思路。

手性（chirality）指的是一个物体与其镜像不完全相同的性质。

生活中最直观的例子是螺丝：右旋螺丝在顺时针旋转时会进入材料，而左旋螺丝则会被拉出。

这种“右手性”与“左手性”在分子层面同样重要，例如蛋白质的氨基酸只能以特定手性形式与生物系统相互作用。

圆偏振光能将动量转移给粒子，产生推力。

对于手性粒子而言，这种推力会因粒子的手性和光的偏振方向而产生差异。

但当粒子尺寸降至纳米级别时，光与粒子的相互作用减弱，热运动往往掩盖了这一效应。

Sadgrove教授（TUS）指出：“圆偏振光已经能够分离尺寸约为人发丝宽度的微粒，但对于尺寸是其千分之一的纳米粒子，这种方法未能成功。鉴于最终目标是控制单个分子（1–10 nm），这一限制是严重的。”

研究团队利用超薄光纤，将光束紧密聚焦到纤维表面的衰减场（evanescent field）中。

该场产生的局部推力比普通光束更强，显著增强了光与纳米粒子的耦合。

通过在圆偏振光中切换旋转方向（顺时针/逆时针），左手性和右手性粒子在纤维沿线的运动方向可被精确控制，实现了手性选择性运输与光学分离。

采用“扭面”金属纳米立方体（即在表面引入旋转角度的金属立方体）作为手性粒子。

将其置于光纤附近后，粒子在衰减场的作用下沿纤维方向运动。

运动方向与速度同时取决于粒子的手性和光的偏振。

切换光的圆偏振方向，即可反转左手性与右手性粒子的运动方向，实现真正意义上的“手性筛分”。

Sadgrove教授 补充道：“当 Georgiy Tkachenko 展示初步数据时，我被震惊了——结果足够显著，直观地体现了超薄光纤在光学操控中的优势。”

若技术能够进一步提升，可将粒子尺寸降至10–100倍更小的范围，甚至可实现单个分子的操控。

这将为生物系统中手性研究提供全新方法，并推动基于分子手性的新型药物分离与设计技术。

勇编撰自论文"Chirality-selective optical transport of nanoparticles in the evanescent field of a nanofibre".Nature Communications.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。