Кишечной палочке оказалось легче плавать в «сиропе»

Коллектив ученых из США экспериментально показал на примере кишечной палочки (Escherichia coli), что подвижные бактерии быстрее плавают, если в воду добавить растворимый полимер. Несмотря на то, что в такой системе увеличивается вязкость, микроорганизмы все равно в итоге передвигаются быстрее, так как меньше кувыркаются. Исследование опубликовано в Scientific Reports.
Авторы наблюдали за перемещениями одиночных Escherichia coli в водном буфере с различной концентрацией полимера. Для характеристики движения физики рассчитывали коэффициенты поступательной и вращательной диффузии, а также измеряли, как часто бактерии изменяли направление (кувыркались) и какое расстояние в среднем проплывали до очередного кувырка. Повышение концентрации полимера привело к подавлению вращательной диффузии и усилению поступательной. Траектории движения становились менее «рваными», а длина пробега между кувырками увеличивалась.
Исследователи отмечают, что, на первый взгляд, увеличение концентрации полимера, а вместе с ней и вязкости раствора, должно приводить к подавлению как вращательного, так и поступательного движения. Однако из-за необычного эффекта система вела себя наоборот: собственное движение бактерий приводило к тому, что молекулы полимера вокруг немного растягивались, подобно пружинкам. Это натяжение, то есть упругость жидкости, в итоге и заставляло бактерии плыть быстрее.

Физики «подсматривают» за биологическими механизмами перемещения, чтобы на их основе создать искусственные микро- и наномоторы. Для них используется устоявшееся название «свиммер» (в оригинале — «swimmer», то есть «плавун»). Предполагается, что подобные частицы смогут управлять течениями в микроканалах и даже доставлять молекулярные «грузы» по адресу.

Примером такого «наномотора» являются объекты, покрытые с одной стороны слоем катализатора. Если к суспензии таких частиц добавить «топливо», например, перекись водорода, химическая реакция будет идти только с одной стороны, поэтому «мотор» начнет двигаться в противоположную сторону, как ракета.

Тарас Молотилин
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Американцы составили водную карту поверхности Луны

Основываясь на уточненных спектроскопических данных, американские астрофизики составили первые количественные карты содержания воды на поверхности Луны. Полученные данные показали, что основным источником воды на поверхности Луны является солнечный ветер. А составленные карты могут потом быть использованы для уточнения теоретических моделей поведения летучих веществ на безвоздушных космических объектах. Работа опубликована в Science Advances.