Физики с помощью капель масла изучили, как плавают бактерии и другие одноклеточные

Исследователи изучили физические процессы, которые управляют движением существ без разума и мышц.

Несмотря на относительную простоту формы одноклеточные существа выработали сложные формы для исследования окружающего пространства. Исследователи из Института динамики и самоорганизации Макса Планка провели серию экспериментов, чтобы раскрыть физические механизмы, определяющие стратегии движения микропловцов.

В первом эксперименте исследователи изучали, как движущиеся микропловцы влияют друг на друга. В их эксперименте микроскопические капли масла в мыльном растворе движутся независимо друг от друга, выделяя небольшое количество масла.

Такие же «инверсионные следы», которые могут отпугнуть другие микроорганизмы, оставляют за собой бактерии, считают ученые. Микропловцы могут определить, был ли в последнее время в том же месте другой организм. Такая стратегия приводит к самоизбегающему движению, объясняют авторы работы. 

Микроорганизмы отталкиваются от следов и движутся в замкнутом контуре вдали от других. При При этом отталкивающее действие одного «пловца» от траектории другого определяется углом сближения и временем, прошедшим с момента первого проплывания.

Плавающие частицы оставляют «инверсионный след», отталкивающий другие частицы. Изображение: MPI-DS / Maass

В другом эксперименте ученые показали, что для того, чтобы двигаться против течения в узком канале, мелкие организмы используют гидродинамическое взаимодействие со стенкой канала. Такой тип движения объясняет, например, как патогенные бактерии перемещаются по кровеносным сосудам.

Кроме того, ученые изучили коллективное гидродинамическое поведение большого количества микропловцов. Они обнаружили, что многочисленные капли могут образовывать скопления, которые плавают, как корабли на воздушной подушке, или поднимаются и вращаются, как маленькие вертолеты. При этом отдельные частицы не могли так перемещаться.

Активные микропловцы могут образовывать скопления, которые спонтанно начинают вращаться и подниматься, как микроскопические вертолеты. Изображение: MPI-DS / Maass

Исследователи полагают, что различные модели движения, найденные у микроорганизмов, можно использовать для проектирования нанороботов и разработки механизмов адресной доставки лекарств.


Читать далее:

Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок

Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит

Морские археологи нашли обломки, оставшиеся после средневекового кораблекрушения

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука