科学家通过操纵微粒的运动来改造生命物质

一组科学家设计了一种系统，利用激光束和微型转子的旋转来复制飓风和藻类等自然现象的运动。

《自然通讯》杂志报道的这一突破揭示了在细胞规模上复制生命物质的新方法。

纽约大学物理系博士生马坦·亚·本·锡安(MatanYahBenZion)解释说：“生物体是由通过其分子主动泵送能量的材料构成的，从而在更大的细胞尺度上产生一系列运动。”以及该论文的作者之一。“通过从头开始设计细胞规模的机器，我们的工作可以为自然世界的复杂性提供新的见解。”

该研究的重点是涡流，它出现在生物和气象系统中，例如藻类或飓风。具体来说，粒子在其自身旋转产生的流中进行轨道运动，从而产生一系列复杂的相互作用。

为了更好地理解这些动态，该论文的作者，包括纽约大学本科生阿尔文·莫丁(AlvinModin)和纽约大学物理学教授保罗·柴金(PaulChaikin)，试图在他们的研究中复制这些动态。最基本的水平。为此，他们创造了微小的微型转子(大约是人类头发丝宽度的1/10)，以使用激光束移动微粒(Chaikin和他的同事在之前的工作中设计了这个过程)。

研究人员发现，旋转的粒子相互影响而形成轨道运动，这与其他科学家在“跳舞”藻类(彼此一致移动的藻类群体)中观察到的动力学惊人相似。

此外，纽约大学研究小组发现，粒子的自旋随着粒子轨道的运动而往复运动。

“合成颗粒的自旋以与在藻类中观察到的相同方式往复运动，这与之前使用人造微型转子的研究形成鲜明对比，”现为特拉维夫大学研究员的本·锡安(BenZion)解释道。“因此，我们能够在微米尺度上合成地重现在生命系统中看到的效果。”

“总的来说，这些发现表明藻类的舞蹈可以在合成系统中再现，从而更好地建立我们对生命物质的理解，”他补充道。