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
Найден способ сверхскоростной передачи тепла для быстрого охлаждения электроники
Наука
Условия жизни лошадей в Средневековом Новгороде восстановили по зубам
Наука
Под видом модов для Minecraft и других игр в Telegram распространяют вирусы
Новости
ИИ от создателей TikTok потеснил GPT-4o в рейтинге генераторов изображений
Новости
В России нашли минерал, который поможет изучить ядро Земли и космические тела
Космос
Анализ метеорита поставил под сомнение гипотезу о происхождении воды на Земле
Космос
«Яндекс» научил поиск решать задачи по алгебре для старшеклассников
Новости
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Космос
VR в строительстве: как избежать ошибок на сотни миллионов
Мнения
44 планеты, похожие на Землю, нашли в Млечном Пути
Космос
Тайну космоса, которой больше 60 лет, наконец-то раскрыли
Космос
В «дубайском» шоколаде нашли опасные для жизни вещества
Наука
Хакеры атаковали пять оборонных предприятий России
Новости
Как ИИ повышает эффективность и снижает риски обогатительных предприятий
Мнения
«Джеймс Уэбб» изучил загадочные кольца погибшей звезды
Космос
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости