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
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости