Kto by pomyślał, że tak może zachowywać się zwykły olej
Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge oraz Uniwersytetu Sofijskiego w Bułgarii zademonstrowali, że gdy umieścimy krople oleju w wodnym roztworze mydła i powoli je zamrozimy, na ich zewnętrznej powierzchni powstanie tak zwany „plastikowy kryształ”. Proces ten spowodował, że krople oleju przybrały nietypowe, różnorodne formy, począwszy od ośmiościanów foremnych, przez sześciokąty i trójkąty, aż do prostych włókien.
„Istnieje wiele sposobów, w jakie niebiologiczne elementy nabierają kształtu.” – zauważył Stolan Smoukov, główny badacz z Cambridge. – „Jednak istnieje pytanie, co napędza ten proces i jak go kontrolować, a także – jakie są połączenia między tym procesem w świecie biologicznym i niebiologicznym?”
Nowe badania wskazują na morfogenezę jako możliwą odpowiedź na tę pytania. Idea ta sięga lat 50., gdy Alan Turing zasugerował, że morfogeneza jest wynikiem lokalnych reakcji chemicznych, które powodują rozprzestrzenianie substancji w przestrzeni. Wygląda na to, że Turing był na dobrej drodze.
Proces, któremu zostały poddane krople oleju, jest napędzany przez fazę krystaliczną, która tworzy się pod ich powierzchnią. Najprawdopodobniej jest on kontrolowany przez właściwości fizyczne samych materiałów.
„Plastikowe kryształy są specjalnym stanem materii, który jest jak alter ego płynnych kryształów stosowanych w ekranach wielu telewizorów. Zarówno ciekłe, jak i plastikowe kryształy mogą być traktowane jako przejściowe między fazą ciekłą i stałą. Cząsteczki płynnego kryształu mają częściową swobodę ruchu i jednocześnie są częściowo uporządkowane. Plastikowe kryształy przypominają wosk i charakteryzują się dalekozasięgowym uporządkowaniem cząsteczek, jednak w przypadku każdej cząsteczki występują zaburzenia orientacji. To sprawia, że kryształy można łatwo deformować, a gdy te zmieniają kształt, to samo dzieje się z kroplami. Ta krystaliczna faza wydaje się powodem zmiany struktury kropli lub złamania ich symetrii. By zrozumieć, czym jest morfogeneza, musimy zrozumieć, co dokładnie powoduje złamanie symetrii.”
Te spostrzeżenia mogą pomóc naukowcom w tworzeniu sztucznych struktur wraz z tym samym rodzajem kontroli oraz złożonością, jakie występują w układach biologicznych. Technologia ta mogłaby znaleźć zastosowanie w rozwoju leków, farb, kosmetyków czy artykułów gospodarstwa domowego i nie tylko.
Źródło:Uniwersytet Cambridge
