Cảm biến này được thiết kế để hoạt động từ xa, không cần dây nối, giúp đo lường các lực rất nhỏ từ piconewton đến micronewton, mà không xâm lấn. Điều này mở ra khả năng thăm dò các môi trường và quy trình trước đây được coi là khó tiếp cận, bao gồm lĩnh vực robot, y học, vật lý, sinh học tế bào, và du hành vũ trụ.

Cảm biến nano bắn phá photon mang lại một bước tiến lớn về khả năng cảm biến lực, cho phép ứng dụng duy nhất cho một cảm biến thay vì sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau. Chúng có thể nghiên cứu liên tục các lực ở nhiều cấp độ khác nhau, từ cấp độ dưới tế bào đến toàn bộ hệ thống, ứng dụng cho các lĩnh vực như nghiên cứu phôi đang phát triển hay kỹ thuật nano. Đặc biệt, cảm biến này có độ nhạy lực tốt hơn 100 lần so với các cảm biến nano trước đây, và có phạm vi hoạt động lớn hơn 10-100 lần, theo báo cáo được công bố trên tạp chí Nature.

Cảm biến nano này hoạt động dựa trên hiệu ứng tuyết lở photon, mà trong đó sự hấp thụ một photon đơn lẻ dẫn đến phát xạ nhiều photon. Nghiên cứu cho thấy quá trình này rất nhạy cảm với các yếu tố như khoảng cách giữa các ion lanthanide trong cấu trúc. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo các cảm biến mới với cách phản ứng khác nhau, trong đó một số thay đổi màu phát quang tùy theo lực tác dụng, trong khi một số khác bắt đầu phản ứng khi có lực tác dụng. Thành công này không chỉ góp phần cải tiến công nghệ cảm biến mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ cao và y học.