Ein internationales team von Forschern hat gezeigt, dass speziell behandelt Tropfen fettige Chemikalien können auf bizarre Formen und Strukturen, während das einfrieren. Diese Erkenntnisse könnten es uns ermöglichen, erstellen von künstlichen Strukturen mit Leben-wie-Eigenschaften.
Durch die Verwendung eines relativ einfachen bottom-up-Ansatz, ein joint research-team von der Universität Cambridge und der Universität in Sofia in Bulgarien gezeigt, dass die flüssigen Tröpfchen öl, wenn Sie in Seifenwasser Lösung und langsam eingefroren, form “crystal Kunststoff” Phasen auf Ihrer inneren Oberflächen. Dieser Prozess verursacht die Tropfen-Form-Verschiebung in eine überraschende Vielfalt von Formen, angefangen von oktaedern und Dreiecke, Sechsecke und Fasern.
Die Ergebnisse Ihrer Arbeit wurden veröffentlicht in der Natur. Und hier ist ein faszinierendes video:
“Es gibt viele Möglichkeiten, die nicht-biologische Dinge nehmen Gestalt an”, sagte der leitende Forscher Stoyan Smoukov von Cambridge Department of Materials Science & Metallurgie, in einer Erklärung. “Aber die Frage ist, was treibt den Prozess und wie Sie zu kontrollieren—und was sind die verbindungen zwischen dem Prozess, der in der biologischen und nicht-biologischen Welt?”
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Das neue Forschungs-Punkte “Morphogenese” als eine mögliche Antwort auf diese Fragen. Diese Idee geht auf die 1950er Jahre zurück, als Alan Turing, dass Morphogenese ist das Ergebnis der lokalen chemischen Reaktionen, die zu einer Substanz zu verbreiten, durch den Raum. Wie die Forschung zeigt, Turing war eindeutig auf etwas.
(Credit: N. Denkov et al., 2015/Natur)
Durch das langsame einfrieren flüssigen Tropfen fettige hexadecane schwimmt auf seifigem Wasser, die Forscher führten die Tröpfchen in der Verlagerung durch eine Vielzahl von crystal-ähnliche Formen. Was mehr ist, die Tröpfchen auch verschoben zurück in Ihre ursprüngliche Form, wenn die Lösung wurde wieder aufgewärmt.
(Credit: N. Denkov et al., 2015/Natur)
Diese selbst-Montage-Prozess wird angetrieben von einem Kristall-phase, oder wachsartige Schicht, Formen, die sich unter der Oberfläche der Tröpfchen, und ist wahrscheinlich gesteuert durch die physikalischen Eigenschaften des materials selbst. Smoukov erklärt:
Kunststoff-Kristalle sind in einem besonderen Zustand der Materie, die wie das alter ego des flüssigen Kristalle in vielen TV-Bildschirme. Sowohl flüssige Kristalle und Kunststoff-Kristalle gedacht werden kann, als übergangszonen zwischen flüssiger und fester. Während der flüssige Kristalle zeigen Sie Ihre Moleküle in definierten Richtungen wie ein Kristall, Sie haben keine Fernordnung und flow wie eine Flüssigkeit. Kunststoff-Kristalle sind Wachs-wie lange Reichweite, um in Ihrer molekularen Anordnung, aber Unordnung in der Ausrichtung der einzelnen Moleküls. Der Orientierungsrahmen Unordnung macht Kunststoff-Kristalle stark verformbare, und als Sie die Form ändern, die Tröpfchen Wandel zu gestalten zusammen mit Ihnen.
Diese Kunststoff-Kristall-phase zu sein scheint, was die Tröpfchen, die Form zu ändern, oder brechen Sie Ihre Symmetrie. Und um zu verstehen, Morphogenese, es ist wichtig, dass wir verstehen, was bewirkt, dass die Symmetrie zu brechen.
Diese Erkenntnisse könnten schließlich helfen, Wissenschaftler und Ingenieure erstellen künstliche Strukturen mit der gleichen Art von Kontrolle und Komplexität Biologischer Systeme. Neuartige und komplexe Strukturen aufgebaut werden könnte von einfachen Komponenten, mit möglichen Anwendungen in der Arzneimittel-Entwicklung, Farben, Kosmetik und Haushalt-Produkte wie shampoo.
“Es ist faszinierend zu beobachten, wie das Leben-wie das Verhalten in einem nicht-lebenden — in vielen Fällen, künstliche Objekte können sich mehr “lebendig” als das Leben”, sagte Smoukov.
Lesen Sie das gesamte Studium an der Natur: “Selbst-Gestaltung von öltröpfchen über die Bildung von Zwischenprodukten rotator Phasen nach dem abkühlen“.
[ Cambridge University | Chemie Welt ]
Den Autor E-Mail an george@gizmodo.com und ihm Folgen unter @dvorsky. Bild oben von der Universität von Cambridge