Бактерии Escherichia coli могут создавать сверхтекучие жидкости

Москва, 16:00, 12 Июл 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Плавучие бактерии могут при определенных условиях превращать обычную воду в нулевой вязкости сверхтекучую жидкость, сообщают ученые для журнала Nature.

Работа согласуется с теоретической моделью, которая предполагает, что микробы могут быть в состоянии двигаться без трения. Исследование фиксирует детали перехода от обычной жидкости до экзотической сверхтекучей.

Команда ученых во главе с физиком Гарольдом Орадо пыталась проверить, изменятся ли свойства жидкостей при  помещении в них плавучих бактерий. Исследователи пришли к выводу, что такая жидкость может быть использована бактериями как небольшой двигатель при идеальных условиях.

Ученые поместили клетки Escherichia coli (кишечной палочки) в небольшое количество воды и питательных веществ, достаточных, чтобы сохранить бактерии живыми и подвижными, но не настолько, чтобы позволить им размножаться. Ученые загрузили этот раствор в вискозиметр, устройство для измерения вязкости, и записали, как образец, текучесть. Это позволило команде рассчитать начальные параметры бактериального коктейля.

По мере увеличения количества бактерий, вязкость упала, подтверждая теорию о влиянии микроскопических, активных пловцов на нормальную жидкость. Добавив примерно 6 миллиардов клеток особо активного штамма Escherichia coli, ученые опустили вязкость до нуля, и она оставалась на том же уровне, даже если команда еще более повышала концентрацию.

Орадо уверен, что этот эффект сверхтекучести вызван деятельностью бактерий, а не другими факторами, по одной простой причине. «Если вы используете мертвые бактерии, ничего не меняется», — говорит он.

Исследователи пока не знают, как бактерии преобразуют обычную жидкость в сверхтекучую, но предполагают, что сверхтекучесть возникает от, своего рода, коллективного движения бактерий.

Модели предполагают, что жгутики, которые бактерии Escherichia coli используют для продвижения себя в пространстве, могут сыграть важную роль. Когда бактерии плавают, они сражаются против течения, снижая местные силы между молекулами, что, в конечном счете, определяет вязкость жидкости.

Орадо говорит, что уникальный прибор вискозиметр, разработанный специально для этого эксперимента, оказался ключом к их открытию — в основном, потому, что он смог измерить параметры жидкости нулевой вязкости, чего не могли сделать стандартные вискозиметры.