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Nature:细菌活性物质自组织新路径
The following article is from 小柯生命 Author 李晨阳 王东丽
导语
鱼群整体游动、椋鸟群有序飞行、细胞群落迁移运动......自组织现象比比皆是,探究其中原理和调控机制对智能材料开发应用具有重要价值。
北京时间2021年2月4日凌晨,香港中文大学吴艺林研究组与美国加州大学圣塔芭芭拉分校、哈佛大学物理学者合作的相关研究在线发表于《自然》杂志,首次在实验上证实材料的流变性质可以用来控制活性物质在空间和时间上的自组织。
小柯生命 | 来源
论文题目:
Viscoelastic control of spatiotemporal order in bacterial active matter
论文地址:https://www.nature.com/articles/s41586-020-03168-6
活性物质是由自驱动单元组成,能够局部消耗能量产生运动的物质系统,包括从细胞到动物的所有生命体,以及人工合成的自驱动物质等。关于自驱动活性物质的研究是当前非平衡态物理学的最重要内容之一。
“我们利用分子量比较高的大肠杆菌DNA来调控细菌悬浮液的粘弹性,然后在显微镜下发现了令人惊叹的现象。”论文第一作者、香港中文大学博士研究生刘松说,当DNA浓度被稀释后,细菌悬浮液呈无序状态,细胞集体以瞬态漩涡或射流的形式进行几十微米的小规模运动;而当DNA浓度达到一定程度时,细菌活性液体在空间上自组织成有序的定向运动,并形成毫米尺度的巨型涡旋,在空间尺度上可达近千倍细菌尺度。进一步调整细菌活性物质的粘弹性后,巨型涡旋发生了反向旋转,呈现周期性、稳定性特征。
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