html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Ученые создали самостоятельно текущую жидкость


Движение кинезина по микротрубочке.

Wikipedia Commons

Группа ученых из Брандейского университета и Технологического института Джорджии разработала прототип «умной» жидкости, которая может двигаться самостоятельно, без приложения внешних усилий. Механизм работы системы аналогичен тому, как живые клетки изменяют свою форму и адаптируются к окружающей среде. Статья, посвященная исследованию, опубликована в журнале Science, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе Брандейского университета.

Законы гидродинамики говорят нам о том, что обычная жидкость будет течь только в ответ на приложенную внешнюю силу или при наличии градиента напряжений и давления. Иначе дело обстоит в живых организмах, где течения могут возникать в отсутствие каких-либо внешне наложенных сил, например эндоплазматические потоки, за счет взаимодействия различных элементов, составляющих организм (начиная с молекулярных моторов и заканчивая субклеточными органеллами, клетками и тканями). Эти процессы исследователи попытались воспроизвести в лабораторных условиях при помощи водного раствора, который содержал микротрубочки, извлеченные из мозга коровы, и молекулы кинезина и аденозинтрифосфата (АТФ). Механизм «перекачки» в такой системе заключается в действии молекулярного мотора — молекулы белка кинезина, которая соединяет микротрубочки и движется вдоль них, используя АТФ в качестве источника топлива. Движение возникающих потоков отслеживалось при помощи 3-миллиметровых частиц полистирола.

 

Выяснилось, что пучки микротрубочек образуют самоперестраивающуюся трехмерную изотропную сеть, при этом они циклически растягивались, изгибались, сжимались и росли. Такая динамика эффективно управляет потоком жидкости, в которой находится сеть — стационарные самоподдерживающиеся турбулентные потоки наблюдались в ней долгое время — до 10 часов. Потоки возникали даже при малых концентрациях, когда сеть микротрубочек занимала 0,05% от всего объема раствора. При таких низких концентрациях сеть имеет очень большой размер пор (~ 10 мм) и ее можно изучать при помощи методов оптической микроскопии.

 

Кроме того, было обнаружено, что в растворе формируются круговые потоки, которые позволяют транспортировать вещества на макроскопические расстояния. Потоки действовали в течение нескольких часов и прекращались только после истощения доступного источника энергии (АТФ). Они получили обозначение самоорганизованных когерентных потоков. Наблюдались такие потоки не только в системах с простой геометрией (тор), но и в лабиринтах, включающих в себя замкнутую петлю и множество тупиковых ветвей, при этом они не зависят от размеров системы. В результате получена самоорганизующаяся система, которая за счет коллективной работы нанометровых «двигателей» совершает полезную работу по перекачке жидкости.

Профили скоростей самоорганизующихся когерентных течений в различных геометриях каналов.

Brandeis University


Теперь ученые хотят более подробно разобраться в физике процессов, происходящих в таких системах — это не только поможет использовать их в человеческой деятельности, но и лучше разобраться в вопросах клеточной биологии. Авторы утверждают, что их работа может быть использована в различных областях науки и техники, так как позволяет разработать совершенно новый класс жидкостей, которые могут течь без необходимости участия человека или приложения механических усилий. Например для транспортировки нефти по трубопроводам без необходимости затрат на перекачку.

Это уже не первый случай создания подобных систем, в которых работают молекулярные элементы — ранее мы рассказывали о сетях для вирусов, самособирающихся каналов для воды и даже молекулярных турникетов. А в прошлом году Нобелевскую премию по химии присудили за проектирование и синтез молекулярных машин.


Александр Войтюк

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • физика
          • ученые
          • университет
          • исследования
          • биология
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции