Капля масла и вода с растворённым в ней поверхостно-активным веществом — всё, что нужно для создания искусственного «микропловца», способного перезаряжаться для нового заплыва.
Устройство на основе капельки масла при повышении температуры окружающей среды способно накапливать энергию для плавания. При охлаждении капли выпускают в окружающую среду тонкие хвостоподобные нити. Трение, возникающее между «хвостом» и окружающей жидкостью, толкает каплю, заставляя её двигаться. При нагревании капли втягивают свои хвосты, возвращаясь в исходное состояние, используя таким образом тепло окружающей среды для перезарядки.
Капельки с хвостовидными нитями. Микрофото Emily Lin.
Исследователи показали, что изобретённые ими капли заряжаются многократно и способны плыть до 12 минут за один раз.
Видео: Диана Чолакова, Софийский университет.
Руководитель исследования, доктор Стоян Смоуков (Stoyan Smoukov), специалист по химической инженерии Лондонского Университета Королевы Марии (Queen Mary University of London), сказал:
«В биологии исследования показывают, что для создания даже самых простых искусственных клеток нам нужно более 470 генов. Мы же показываем, что с помощью всего лишь нескольких простых и недорогих компонентов мы можем создать новый тип активной материи, которая может менять форму и двигаться точно так же, как живое существо».
«Мы надеемся, что это исследование откроет людям возможность заниматься передовой наукой. Поскольку единственное необходимое для этого оборудование — простой оптический микроскоп, люди могли бы создавать этих микропловцов с помощью самых простых лабораторных установок или даже дома. С тысячами пловцов на каплю воды — это целый мир в капле. И когда это стоит 7 пенсов за чайную ложку, открываются широчайшие возможности».
Искусственные микропловцы созданы не впервые. Но у устройств других типов движение обеспечивается либо химическими реакциями, которые создают пузырьки, которые и продвигают пловцов сквозь жидкость; либо физическими силами, такими как магнитные или электрические поля. Новый класс пловцов, размером примерно с красную кровяную клетку, способен самопроизвольно собираться и двигаться без использования внешних сил (если не считать таковой изменяющуюся температуру).
Так как такие микропловцы не вредны для других живых существ, учёные надеются, что они могут быть использованы для изучения взаимодействий между живыми организмами, такими как бактерии и водоросли:
«В природе мы часто видим большое количество организмов, таких как бактерии, группирующихся вместе, но наше понимание того, как эти организмы взаимодействуют друг с другом, остаётся неполным. Смешивая наших простых искусственных пловцов с группами живых организмов, мы могли бы получить более ясную картину того, как биологические микропловцы взаимодействуют друг с другом. Например, общаются ли они только благодаря физическому акту «столкновения» друг с другом, или существуют химические вещества или сигналы, выделяемые в окружающую среду, необходимые для их взаимодействия».
Статья с материалами исследования опубликована в журнале Nature Physics.
Источник: