Conception de modèles et construction de modèles

De puissants jets de bactéries se déplaçant dans une direction désignée sans fluctuations sont le grand résultat de l'expérience, selon Amin Doostmohammadi. Que se passe-t-il généralement si les jets de bactéries sont suffisamment puissants pour être utiles, la concentration de bactéries doit être élevée, et les instabilités commencent généralement à apparaître. Le jet devient instable et chaotique. Mais dans le modèle à cristaux liquides, les instabilités peuvent être largement supprimées et empêcher les jets bactériens de devenir chaotiques. Le motif dicte la direction. Cela signifie qu'il est possible de créer des jets de bactéries suffisamment puissants pour transporter des ficelles de cargaison microscopique, chaque morceau de cargaison cinq fois la taille des bactéries elles-mêmes.

Un champ scientifique en expansion

Au cours des 10 dernières années, le domaine scientifique s'est élargi. Présentement, il est possible de contrôler les bactéries dans une assez large mesure et la soi-disant "matière active" - ​​les bactéries, peut être fait pour tourner ou former différents motifs. Maintenant, avec cette approche, les jets bactériens peuvent être stabilisés dans l'espace de telle sorte qu'ils peuvent même transporter des cargaisons microscopiques.

"Nous sommes encore à un niveau expérimental, et il n'y a pas encore de zone d'utilisation désignée pour cette technique. À l'heure actuelle, la motivation principale est les applications médicales. Mais réellement, quand on y pense, nous parlons en fait d'un tout nouveau type de matériau. Nous connaissons les cristaux liquides d'avant, mais maintenant nous avons affaire à un cristal liquide vivant, " Amin Doostmohammadi dit. " Vous pouvez imaginer toutes sortes d'opportunités en science des matériaux avec cette recherche. Cela pourrait peut-être s'appliquer à d'autres systèmes, au comportement cellulaire ou au comportement des spermatozoïdes et ainsi de suite. En tant que physicien théoricien, Je pense aux implications fondamentales en termes de science, mais cette capacité d'administration du médicament par les bactéries, c'est quelque chose de nouveau. Une chose à noter est que lorsque vous livrez un médicament de cette façon, vous n'avez besoin d'aucune force extérieure. Les bactéries le font elles-mêmes. C'est comme un fluide qui se pompe. C'est un fluide autopompe, pour ainsi dire."

Théorie et expérience sont inextricablement liées

Les résultats ont été obtenus en collaboration avec d'autres groupes de recherche. Deux collaborateurs aux États-Unis, Oleg Lavrentovich à la Kent State University et Igor Aranson à la Penn State University—ont commencé cette branche de recherche en 2014. Maintenant associé à Amin Doostmohammadi à l'Institut Niels Bohr et Julia Yeomans à l'Université d'Oxford, les expériences et la théorie se sont réunies pour concevoir et contrôler de puissants jets bactériens. "Nous avons peut-être une idée théorique, mais c'est le couplage de la théorie et de l'expérience qui conduit réellement à ces résultats prometteurs, " dit Amin Doostmohammadi.