Verpimo ląstelės gali pritraukti vienas kitą per stebėtinai didelius atstumus, studijų rodo

The Great Gildersleeve: Leila Leaves Town / Gildy Investigates Retirement / Gildy Needs a Raise (Birželis 2019).

Anonim

Judantys kūnai gali būti pritraukti vienas kitam, net jei jie yra gana toli vienas nuo kito ir atskirti nuo daugelio kitų objektų: tai trumpai tariamai netikėta MIT tyrėjų komanda.

Mokslininkai ilgą laiką žinojo, kad mažos dalelės medžiagos, nuo dulkių dydžio iki smėlio grūdelių, gali daryti įtaką vienas kitam dėl elektros, magnetinio ar cheminio poveikio. Dabar ši komanda nustatė naujos rūšies ilgalaikę dalelių tarpusavio sąveiką skystoje terpėje, kuri visiškai grindžiama jų judesiais. Ir ši sąveika turėtų būti taikoma bet kokios rūšies dalelėms, judančioms, nesvarbu, ar jie yra gyvos ląstelės, ar metalinės dalelės, susuktos magnetiniais laukais.

Atradimas, kuris yra tiek gyvoms, tiek negyvyboms dalelėms, aprašytas Alfredas Aleksandras-Katzas, Walter Henry Gale, MIT medžiagų mokslų ir inžinerijos mokslų daktaras ir jo bendra tyrinėtojas Nacionalinės akademijos bylose mokslų.

Aleksandras-Katzas apibūdina sąveikos rūšį, kurią jo komanda laiko susijusi su aktyvios medžiagos tyrimo sritimi. Aktyviųjų sistemų pavyzdys - tai paukščių gaudimas ar žuvų mokymas. Kiekvienas atskiras sistemos narys gali reaguoti tik prie jo kaimynystėje esančių asmenų, tačiau rezultatas yra nuoseklus bendras judėjimo modelis, kuris gali apimti didelį regioną. Jis sako, kad ląstelės skystoje terpėje ar net mažos struktūros, judančios ląstelėje, turi panašų judesio jėgą.

Tyrėjai tyrė magnetines daleles keliais mikrometrais (milijonaisiais metrais), panašiu į kai kurių ląstelių dydį. Nedaugelis šių magnetinių metalų mikro dalelių buvo tarpusavyje su daug didesniu kiekiu inertinių dalelių, kurių dydis yra panašus, ir visas buvo suspenduotas vandenyje. Kai besisukantis magnetinis laukas buvo taikomas, metalo dalelės pradėtų suktis, imituojant gyvų ląstelių judėjimą tarp nestabilių ar santykinai inertinių objektų, pavyzdžiui, kai ląstelės migruoja per audinius arba judamos perkrautas aplinka.

Jie nustatė, kad verpimo dalelės, netgi atsiskyrusios per dešimtys kartų jų dydžio, galiausiai migruoja viena į kitą. Nors ši traukimas progresavo per lėtą ir matomai atsitiktinę judesių seriją, dalelės galų gale beveik visada sutaps.

Nors daug veikliųjų dalelių sąveikos tyrimų buvo daug, teigia Aleksandras Katzas, tai yra vienas iš nedaugelio tyrimų, kuriame buvo nagrinėjama, kaip tokios dalelės sąveikauja, kai jos yra apsuptos neaktyvių dalelių. "Kadangi nėra neaktyvių dalelių, iš esmės nėra sąveikos", - sako jis.

Netikėta išvada galiausiai padės geriau suvokti kai kurių natūralių biologinių sistemų elgesį ar naujus sintetinių aktyviųjų medžiagų kūrimo būdus, kurie gali būti naudingi tam, kad būtų galima selektyviai pristatyti vaistus į tam tikras kūno dalis, teigia Aleksandras Katzas. Tai taip pat galėtų padėti ieškoti taikomųjų programų elektronikos ar energijos surinkimo sistemose, pvz., Pateikti būdą, kaip apversti dviejų skirtingų konfigūracijų kristalų struktūrą.

"Ką mes sprendžiame yra kolektyviniai sistemos sužadinimai ar nuoseklūs jauduliai, - aiškina jis. "Ką mes žiūrime į tai, kokios yra sąveikos kaip veiklos funkcija" atskirų dalelių.

Kuo greičiau sukasi dalelės, tuo didesnė atrakcija tarp jų, komanda rasta. Po tam tikru greičiu efektas visiškai sustabdomas. Bet inertinių medžiagų kiekis taip pat turi įtakos, jie rasta.

Be inertinių dalelių, jei judančios dalelės yra suspenduotos švariu vandeniu, judesio traukos nėra. Tačiau kai dedama nesudegusių dalelių ir jų koncentracija pasiekia tam tikrą tašką, "yra traukos!" Sako Aleksandras-Katzas.

Vienas iš netikėtų rezultatų aspektų buvo tai, kaip toli poveikis išsiplėtė. "Ką tikrai stebina tai, kad sąveikos diapazonas yra milžiniškas", - sako jis. Palyginimui, sako jis, įsivaizduokite, kad esate minioje, o jūs pradedate šiek tiek judėti, o kažkas taip pat pradeda judėti, o visi kiti bando stovėti. "Aš galėčiau suprasti net 20 žmonių ar daugiau, kad tas žmogus taip pat aktyvus, manydamas, kad kiti žmonės aplink mus nėra aktyvūs".

Pritraukimas, sako jis, "nėra cheminis, jis nėra magnetinis, jis nėra elektrostatinis, jis pagrįstas tik veikla". Kadangi asortimentas yra toks didelis, ši sąveika negali būti modeliuojama modeliavimo metu, bet reikalaujama, kad fiziniai eksperimentai būtų atskleisti. Aleksandras-Katzas ir jo komanda bandymai naudojo dvimačius filmus, panašius į dalelių nuosėdas, kurios susidaro ant uolienos paviršiaus, - sako jis.

Jis spekuliuoja, kad kai kurie biologiniai organizmai gali naudoti šį reiškinį kaip būdą, kaip suvokti jų aplinkos dalis, nors tai dar nebuvo išbandyta.

menu
menu