A nanoscale robotic cleaner

in: Nature Communications (2026)
Qin, Jin; Büchner, Carsten; Wu, Xiaofei; Hecht, Bert
Photon-recoil–based actuation enables maneuvering of micro- and nanoscale objects without beam steering or tight focusing, mitigating system complexity and photodamage. Recent light-driven microdrones achieved full control in two dimensions using multiple laser fields; however, for many applications, sacrificing degrees of freedom allows substantial miniaturization and improved propulsion efficiency. Here, we demonstrate sub-micrometer nanorobots actuated by a plasmonic directional antenna that simultaneously provides propulsion force and orientation control. The nanorobots reach propulsion speeds up to 50 μm/s, with their motion direction intrinsically locked perpendicular to the linear polarization axis. Circularly polarized light pulses lift the resulting twofold orientational degeneracy through spin–momentum transfer. Using opto-thermophoretic forces, nanorobots efficiently capture, transport, reversibly assemble, and release bacteria. By sequencing linear and circular polarization states, they execute complex, high precision trajectories to systematically sweep defined regions, functioning as light-driven robotic cleaners. This work expands the capabilities of nanorobots for biological manipulation and high-speed, localized sensing.

Cookies & Skripte von Drittanbietern

Diese Website verwendet Cookies. Für eine optimale Performance, eine reibungslose Verwendung sozialer Medien und aus Werbezwecken empfiehlt es sich, der Verwendung von Cookies & Skripten durch Drittanbieter zuzustimmen. Dafür werden möglicherweise Informationen zu Ihrer Verwendung der Website von Drittanbietern für soziale Medien, Werbung und Analysen weitergegeben.
Weitere Informationen finden Sie unter Datenschutz und im Impressum.
Welchen Cookies & Skripten und der damit verbundenen Verarbeitung Ihrer persönlichen Daten stimmen Sie zu?

Sie können Ihre Einstellungen jederzeit unter Datenschutz ändern.