Simbakterier kan minska viskositeten hos vanliga vätskor som vatten och få dem att flyta lättare, ibland ner till den punkt där viskositeten blir noll:flödet är då friktionsfritt.

Nu rapporterar forskare från University of Bristol att bakteriesuspensioner kan ha negativ viskositet, en egenskap som är strängt förbjuden enligt fysikens lag för vanliga vätskor, men som blir tillåten när levande organismer är närvarande.

Viskositet är en vätskas motstånd mot flöde. Till exempel, olja flyter inte lika snabbt som vatten när den hälls ut eftersom dess viskositet är större. Detta motstånd mot rörelse orsakas på mikroskopisk nivå av friktionen mellan vätskemolekylerna.

Tills nyligen, nollviskositet (även kallad superfluiditet) hade bara setts i kvantsystem vid mycket låga temperaturer nära absolut noll. Men för ett par år sedan noll viskositet mättes i suspensioner av bakterier.

Detta är möjligt eftersom bakterier inte är som vattenmolekyler, de är levande eller "aktiva". Genom att simma tillsammans, de kan generera krafter i vätskan som är tillräckligt stora för att motverka friktion, så att bakteriesuspensionen beter sig som en supervätska.

"Medan detta fenomen har observerats experimentellt, en detaljerad teori om hur det fungerar har saknats, " säger Dr Aurore Loisy, Forskarassistent i tillämpad matematik och teoretisk fysik vid University of Bristol.

"Vidare, en grundläggande fråga var fortfarande öppen:kan detta fenomen drivas ännu längre, så att den skenbara viskositeten blir negativ, vilket betyder att den klippta bakterievätskan faktiskt skulle kunna utföra arbete snarare än att kräva arbete på den för att fortsätta rinna, något som är omöjligt i passiva eller "konventionella" vätskor?"

I sin strävan att packa upp begreppet negativ viskositet, Dr Loisy och forskarkollegorna Tannie Liverpool, professor i teoretisk fysik, och Jens Eggers, Professor i tillämpad matematik, studerat hur självorganiseringen och den kollektiva rörelsen hos mikroorganismer suspenderade i en vätska modifierar dess hydrodynamiska egenskaper.

De visade att det är teoretiskt möjligt att få en suspension av bakterier att bete sig som en vätska med negativ viskositet, och att detta beteende kan triggas och kontrolleras genom att leka med storleken på behållaren.

"Detta visar oss att mikroskopisk bakteriell aktivitet kan omvandlas till makroskopisk användbar mekanisk kraft. Med andra ord, det är möjligt att få bakterier att arbeta tillsammans och använda det för att driva större enheter, " tillägger Dr. Loisy.

"Det är viktigt att notera att vi inte har något för ingenting, som i att vi inte har brutit mot termodynamikens lagar. Bakterierna omvandlar de näringsämnen de har fått i sig till mekaniskt arbete genom att simma och "maten för bakterierna" skulle vara bränslet (energikällan) för den förmodade maskinen.

"Nästa steg är att observera detta fenomen experimentellt, till exempel genom att förvandla en reometer till en bakteriedriven rotationsmotor."