Joakim Stenhammar vid Lunds universitet har lett studien där han tillsammans med kollegor från universitet i Düsseldorf, Edinburgh och Cambridge utvecklat en modell där ljusmönster kontrollerar de aktiva partiklarnas rörelse. Ljuset gör att både syntetiskt framställda partiklar och mikroorganismer som exempelvis bakterier och alger spontant formerar sig till något som kan liknas vid en pump.

I tidigare forskning har den typen av ”pump” tillverkats på konstgjord väg. Det nya är att med hjälp av ljus förmå de aktiva partiklarna att bygga sin egen pump och pumpa runt sig själva. Genom att ändra på ljuset går det att styra partiklarna i en annan riktning.

Forskningsfältet är relativt nytt men idéerna om framtida användningsområden är många. Aktiva partiklar kan röra sig med hjälp av bränsle, exempelvis socker. En möjlig användning är att aktiva partiklar levererar en läkemedelssubstans eller en nanosensor till en specifik plats i kroppen. Inom miljövetenskapen skulle aktiva partiklar kunna liknas vid målsökande robotar som letar upp oljespill och sedan frigör kemikalier som bryter ned föroreningen.

- Vår strategi har potential att utvecklas till ett billigt och enkelt sätt att pumpa och styra bakterier och andra aktiva material, säger Joakim Stenhammar.

De största möjligheterna ser han inom materialvetenskapen. Att bygga programmerbara material med hjälp av aktiva partiklar kan bli verklighet. Genom att ändra på de yttre förutsättningarna lär det gå att förändra struktur, egenskaper och funktion hos ett material.

- Våra resultat visar hur egenskaper hos aktiva partiklar kan användas för att designa nya material som inte är möjliga att framställa idag.

Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Science Advances.