journal article·2026Open access

Light-activated self-thermophoretic Janus nanopropellers

Henri Truong, Chiara Moretti, Lionel Buisson, Benjamin Abécassis, Eric Grelet

Nanoscale· Volume 18· Issue 10

Abstract

Achieving controlled and directed motion of artificial nanoscale systems in three-dimensional fluid environments remains a key-challenge in active matter, primarily due to the prevailing thermal fluctuations that rapidly randomize the particle trajectories. While significant progress has been made with micrometer-sized particles, imparting sufficient mechanical energy, or self-propulsion, to nanometer-sized particles to overcome Brownian diffusion and enable controlled transport remains a major issue for emerging applications in nanoscience and nanomedicine. Here, we address this challenge by demonstrating the fuel-free, reversible, and tunable active behavior of gold-silica (Au-SiO2) Janus nanoparticles (radius R ∼ 33 nm) induced by optical excitation. Using single particle tracking, we provide direct experimental evidence of self-thermophoresis, clearly distinguishing active motion from thermal noise. These light-driven Janus nanoparticles constitute a minimal yet robust photothermal system for investigating active matter and its manipulation at the nanoscale.
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Research context

OpenAlex topics: Micro and Nano Robotics · Pickering emulsions and particle stabilization · Mechanical and Optical Resonators

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Univ. Bordeaux, CNRS, Centre de Recherche Paul-Pascal (CRPP), UMR 5031, 115 Avenue Schweitzer, F-33600 Pessac, France

CNRS, ENSL, Laboratoire de Chimie, UMR 5182, 46 allée d'Italie, F-69364 Lyon, France

Funding

Agence Nationale de la Recherche

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