Forskare upptäckte att mikroskopiska vätskedroppar simmar mot lösningsmedelsförhållanden som gynnar deras upplösning. Denna mekanism kan ligga bakom vissa transportprocesser inom levande celler och kan utnyttjas för att utveckla flytande mikrorobotar.

Forskningen publicerades den 9 maj i Nature Communications av seniorförfattaren Eric Dufresne, professor i materialvetenskap och teknik vid Cornell Engineering och i fysik vid College of Arts and Sciences. Huvudförfattare är Etienne Jambon-Puillet, forskare vid École Polytechnique och tidigare medlem av Dufresnes Laboratory of Soft and Living Materials.

Genom att arbeta med modell bovint serumalbumin (BSA) kondensat visade forskargruppen att dropparna simmar längs kemiska gradienter. När dropparna är laddade med ett enzym kan de producera sina egna gradienter och simma mot varandra, enligt tidskriften.

"Vi märkte att kemikalier som inducerar Marangoni-simning också påverkar blandningens stabilitet. De ändrar den kritiska punkten i systemet och därmed sammansättningen av varje fas, vid jämvikt," sa Jambon-Puillet. "Kemikalier som gynnar blandning minskar sammansättningsskillnaden mellan tät och utspädd fas och därmed gränsytspänningen."

I alla dessa fall observerade forskarna att dropparna simmade mot lösningsmedelsförhållanden som gynnar deras upplösning, ett beteende som de kallar "dialytaxi", som de förväntar sig är generiskt och bör tillämpas på alla makromolekylära fasseparerade system.

"Vi har hittat en kraftfull mekanism för att flytta runt saker i små skalor. Vi tittar på naturliga system för att förstå hur det kan påverka cellulär fysiologi och utveckla syntetiska system för att autonomt utföra uppgifter," sa Dufresne.

Mer information: Etienne Jambon-Puillet et al, Fasseparerade droppar simmar till sin upplösning, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47889-y

Journalinformation: Nature Communications

Tillhandahålls av Cornell University