Манипуляции с микроскопическими объектами требуют высокой точности и контроля. Новая разработка показывает, как такие задачи можно решать с помощью компактных устройств.

Автор изображения: Цзинь Цинь / Вюрцбургский университет

Исследовательская группа из Вюрцбургского университета (Julius Maximilian University of Würzburg) представила нанороботов, способных работать с бактериями в жидкой среде. Размер этих устройств составляет менее одного микрометра, что позволяет им взаимодействовать с отдельными клетками напрямую.

Работой руководит физик Берт Хехт (Bert Hecht). Команда ученых сосредоточилась на создании системы, которая не требует сложных источников энергии. В основе движения лежит использование света. Плазмонные наноантенны таких нанороботов поглощают излучение с заданными параметрами и переизлучают его направленно. Каждый фотон создает небольшую отдачу, и этого хватает, чтобы разогнать сверхлегкую конструкцию до заметной скорости.

Для управления ученые используют поляризацию света. Антенны выстраиваются по ее направлению, и за счет этого меняется ориентация робота. Само движение при этом остается фотонным. По сути, свет одновременно задает и траекторию, и скорость.

Конструкцию удалось упростить, что позволило уменьшить размеры без потери функциональности. Роботы сохраняют маневренность и могут выполнять резкие повороты, включая повороты на 90 градусов. Они захватывают, транспортируют и высвобождают значительное количество бактерий. Даже с крупными скоплениями бактерий роботы остаются маневренными, хотя скорость снижается. По словам Хехта, это демонстрация физических принципов, которые позволяют использовать свет не только для наблюдения, но и для активного формирования микроскопического мира.