Forskare vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), under ledning av professor Bert Hecht, har nått ett genombrott inom nanoteknik. Genom att utveckla fotondrivna nanorobotar har de lyckats skapa ett system som med precision kan styra, fånga in och flytta enskilda bakterier.
Dessa mikroskopiska enheter, som även kallas mikrodrönare, är mindre än en mikrometer i storlek. Det innebär att de är ungefär 50 gånger mindre än diametern på ett mänskligt hårstrå.
Framdrivning genom fotonernas kraft
Tekniken bakom nanorobotarnas rörelse är lika fascinerande som den är avancerad. Framdrivningsmekanismen utnyttjar rekylen från enskilda fotoner – en princip som påminner om den bakåtriktade kraften när man avfyrar en kula.
Varje mikrodrönare är utrustad med upp till fyra plasmoniska nanoantenner som absorberar och sänder ut ljus på ett riktat sätt. Eftersom drönarna har en extremt låg massa, räcker dessa små krafter för att generera höga hastigheter och snabb acceleration.
Viktiga egenskaper hos de fotondrivna robotarna:
- Extrem smidighet: Robotarna kan göra snabba 90-graderssvängar, vilket gör det möjligt för dem att systematiskt och effektivt skanna stora ytor.
- Ljusstyrning: Styrningen sker genom att justera polarisationen på det inkommande ljuset. Detta anpassas naturligt till de nanoskalliga antenntrådarna inuti roboten, vilket avgör dess orientering medan fotonrekylen ger drivkraften.
- Precision: Enligt Jin Qin, ledande forskare i experimenten, har robotarna demonstrerat förmågan att selektivt fånga, transportera och släppa ut betydande mängder bakterier.
Mikroskopiska städare för forskning och medicin
I laboratoriemiljö har nanorobotarna visat sig fungera som effektiva mikroskopiska städare. Även om de rör sig något långsammare när de transporterar stora kluster av bakterier, behåller de sin fulla manövrerbarhet.
Studien, med titeln “A nanoscale robotic cleaner”, publicerades i Nature Communications den 27 mars 2026. Forskningen pekar på betydande potential för framtida tillämpningar inom mikrobiologi, biomedicinsk forskning och andra områden som kräver precis manipulation på extremt små skalor.
