Нанороботи завбільшки з мікрометр навчилися переносити бактерії світлом

Дослідницька група з Вюрцбурзького університету представила нанороботів, чиї розміри не перевищують одного мікрометра. Це приблизно в 50 разів менше за діаметр людської волосини. Пристрої призначені для роботи у мікроскопічному середовищі, зокрема у воді, де вони можуть взаємодіяти з окремими клітинами та бактеріями.

Головна складність у створенні таких механізмів — керування ними через надзвичайно малий розмір. Команда професора Берта Хехта вирішила цю проблему, використавши силу віддачі, що виникає при зміні напрямку руху фотонів. Принцип роботи нагадує віддачу під час пострілу, але відбувається на мікроскопічному рівні.

Конструкція роботів включає плазмонні наноантени, які поглинають світло певного кольору та спрямовують його у заданому напрямку. Відхилення фотонів створює невелику силу, достатню для прискорення надзвичайно легкого пристрою.

Щоб зменшити габарити, дослідники спростили систему керування. Вбудовані нанодроти змінюють своє положення залежно від поляризації світла. Змінюючи напрямок поляризації, вчені можуть повертати робота, а саме світло одночасно забезпечує його рух уперед.

Під час експериментів нанороботи успішно знаходили бактерії, захоплювали їх, переносили та вивільняли у вибраних місцях. Вони також здатні швидко виконувати повороти на 90°, що дозволяє систематично переміщатися по досліджуваній ділянці зразка.

Пристрої продовжують рухатися навіть при перенесенні великих груп бактерій, хоча додаткове навантаження дещо знижує їхню швидкість.

Дослідник Джин Цін назвав розробку світловим нанороботом, який може відстежувати та збирати бактерії. За його словами, спрощена конструкція дозволила зменшити пристрій до розміру, що дає змогу працювати безпосередньо у світі мікроорганізмів.

Науковці вважають, що технологія може знайти застосування у мікробіології, біомедичних дослідженнях та для точного переміщення матеріалів на мікроскопічному рівні.