Tänk dig en vätska som kan röra sig på egen hand. Inget behov av mänsklig ansträngning eller dragkraft. Du kan lägga den i en behållare platt på ett bord, inte röra den på något sätt, och det skulle fortfarande flyta.
Brandeisforskare rapporterar i en ny artikel i Vetenskap att de har tagit det första steget för att skapa en självgående vätska. Fyndet håller löftet att utveckla en helt ny klass av vätskor som kan flyta utan mänsklig eller mekanisk ansträngning. En möjlig verklig tillämpning:Olja kan kanske röra sig genom en rörledning utan att behöva pumpas.
Forskarna arbetar vid Brandeis 'Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC), del av ett National Science Foundation -initiativ för att skapa en revolutionerande ny klass av material och maskiner tillverkade av biologiska komponenter.
Genombrottet rapporterades i tidningen Vetenskap uppnåddes genom att i laboratoriet reproducera de otroligt komplexa processer som gör att celler kan ändra form och anpassa sig till sin miljö. Celler kan göra detta eftersom byggstenarna i dess byggnadsställning-ihåliga cylindriska rör som kallas mikrotubuli-kan transformera sig själv. Mikrotubuli växer, krympa, böj och sträck, ändra cellens underliggande struktur.
Brandeis -forskarna extraherade mikrotubuli från en kohjärna och placerade dem i en vattnig lösning. De lade sedan till två andra typer av molekyler som finns i celler - kinesin och adenosintrifosfat (ATP).
Mikrotubulerna ligger parallellt med varandra. En kinesinmolekyl kom emellan dem, förbinder dem som en slips mellan järnvägsspåren.
Att använda ATP som bränslekälla, kinesinet började röra sig. Dess topp gick åt ett håll, botten i en annan. Mikrotubuli gled bort från varandra, och strukturen gick sönder.
Men mikrotubuli förblev inte fritt flytande länge. Nytt kinesin kom och band varje till en ny partner.
När dessa mikrotubuli kom ihop och separerades, Fantastisk, virvlande mönster uppstod i vätskan. Och för första gången någonsin, Brandeis -laget kunde få virvlarna att röra sig i samma riktning, skapa ett "koherent flöde" som också driver den omgivande vätskan framåt.
Denna mikrotubuli-kinesin-ATP-reaktion är samma som pågår i celler, förutom i celler är det mycket mer komplicerat. Ändå uppnådde den mycket mer förenklade modellen som skapats av Brandeis -forskarna en liknande effekt. I huvudsak utnyttjade de naturens kraft för att skapa en mikroskopisk maskin som kan pumpa vätska.
