Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Создан микро-наномотор, управляемый энергией видимого света

Создан микро-наномотор, управляемый энергией видимого света

04 ноября 2021




В природе все микроорганизмы могут ощущать интенсивность падающего видимого света и демонстрировать так называемый двунаправленный — положительный или отрицательный — фототаксис.

Двунаправленный фототаксис, зависящий от интенсивности света, жизненно важен для микроорганизмов (например, зеленых водорослей), чтобы получать энергию для роста, развития и жизнедеятельности, а также чтобы избегать повреждений. Однако по-прежнему сложно достичь аналогичного биомиметического фототаксиса при создании искусственных аналогов микро-наномоторов размером от нескольких нанометров до нескольких микрометров.

Тем не менее, ученым удалось разработать искусственные фототаксические микро-наномоторы, которые не только служат идеальными модельными системами для неравновесной физики, но и обладают большим потенциалом в микрофлюидике и биомедицинских приложениях. Однако у искусственных МНМ при всей сложности реализации подобного биомиметического фототаксиса, значительно ограничена применимость, в отличие от биологических микроорганизмов, которые обладают двунаправленной фототаксической способностью в результате естественной эволюции.

Для решения этой проблемы ученые решили инновационно сочетать механизмы самодиффузиофореза и самотермофореза для достижения МНМ, управляемого видимым светом, демонстрируя двунаправленный фототаксис и интригующее коллективное поведение, управляемое светом.

В своей работе они использовали бестопливный нитрид углерода C3N4 и наночастицы полипиррола PPyNP на основе интеллектуального МНМ, работающего в воде, поведение которого напоминало поведение фототаксического микроорганизма. В эксперименте микро-наномотор двигался к источнику видимого света при низкой освещенности и от него при высокой освещенности, что зависело от конкурентного взаимодействия между механизмами самодиффузиофореза, вызванного светом, и самотермофореза, одновременно интегрированными в МНМ. Интересно, что конкуренция между этими двумя механизмами приводила к коллективному двунаправленному фототаксису ансамбля МНМ при равномерном освещении и вращающемуся поведению при неравномерном освещении, оба из которых могут быть точно управляемы энергией видимого света.

Полученные в процессе исследования с помощью систем микроскопии результаты дают важное представление о дизайне искусственного аналога фототаксического микроорганизма со сложным поведением движения для различных применений. Эти результаты представляют собой важный шаг на пути к разработке биомиметических фотореактивных активных систем.

DDDD

Другая информация
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

28 мая 2022
Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!