Sıvı-Kristal ve Bakteriyel Maddeler Kendi Kendini Organize Ediyor ve Birlikte Hareket Ediyor
Sıvı kristaller, bakterilerle birleştiklerinde, canlı malzemeler oluşturabilir ve birlikte hareket edebilirler. Canlı olan materyaller vardır ve şekil değiştirmenin yanı sıra kendini iyileştirici de olabilirler. Ayrıca enerjiyi mekanik harekete dönüştürebilirler.
Igor S. Aronson, Huck Chair ‘ın sahibi ve Biyomedikal Mühendisliği, Kimya ve Matematik Profesörü, yaşayan materyalleri tahmini hesaplama modelleri ve deneyleri kullanarak keşfediyor. Keşfettiği yaşayan materyaller, uzun flagellası ve disodyum kromoglikat adı verilen nematik sıvı kristalleriyle hızlı hareket eden “bacillus subtilis” isimli bakterilerden oluşuyor.
Bu sıvı kristaller bir sıvı ile katı arasında bulunan bir haldedir. Disodyum kromoglikatta, sıvı kristaller uzun, paralel sıralar halinde sıralanır. Fakat düzeltilmemişlerdir. Science Daily’e göre, bozulmadığı sürece tek bir yönde hareket ederler.
Aronson, bu sıvı kristallerin sırtları düz sürülmüş bir alana benzediğini, ve aradaki alanların moleküller ve oluklar olduğunu söyledi. Sıvı bir kristal ile bakteri kombinasyonunun yeni ortaya çıkardığı bir özellik olarak, bakteri konsantrasyonu hacimsel olarak yaklaşık yüzde 0,1 oranındayken, bakterilerden ortak bir tepki görmeye başladığımızı belirtti.
Canlı malzeme sadece iki bileşenin bir kombinasyonu değil, fakat iki bölüm malzemeyi olağandışı optik, fiziksel veya elektriksel özelliklere sahip bir şey yapıyor. Yine de, bakterilerin ve sıvının doğrudan bağlantıları yok. Uzmanların bilgisayar modelleri, Fiziksel İnceleme’ye göre, sıvı kristal ve bakteri kombinasyonlarında gözlenen gibi ortak davranışlar sergiledi.
Bilim adamlarının sıvı kristalleri ve bakteri sistemleri için hesaplamalı tahmin modelleri, yalnızca küçük bir bakteri popülasyonunun varlığında, düz paralel kanallardan yüksek popülasyona sahip daha karmaşık ve organize bir konfigürasyona değiştiğini gösteriyor. Desenler değişse bile, tuzak vazifesi gören tarayıcı kusurlarını veya ok şeklini bölgedeki bakterileri yoğunlaştırırlar. Üçgen kusurları, bakterileri bölgeden uzaklaştırır.
Bazı bölgelerde yoğun bakteri konsantrasyonu olduğunda bakteri hızı daha yüksektir. Bakteri popülasyonu daha fazla olan bu alanlardaki yapılandırmalar daha az bakteri bulunan diğer bölgelere göre daha hızlı değişme eğilimindedir. Aronson ve ekibi, sıvı kristalleri ince filmi yüzeylere dokunmadan bağımsız hale getirmeye çalıştı. Bu nedenle, filmi oluşturmak için bir cihaz kullandılar ve yüzeyi temas etmeden uzaklaştırabilmek için askıya aldılar. Onların yaklaşımı, malzemenin yapısında bozukluk modelleri gösterdi. Araştırmacılar, sıvı kristallerin ve bakterilerin ince filmleri ile denemelerinin hesaplama modellerinde olduğu gibi sonuç verdiğini söyledi.
Kaynak: sciencedaily.com
