Вчені створили кристалічні структури, які демонструють поведінку, властиву живим організмам
Вчені-фізики з Нью-Йоркського університету розробили метод, що дозволяє змусити переміщатися крихітні частинки колоїдного розчину під дією синього світла. І ці рухомі частинки почали збиратися в групи, які демонструють поведінку, властиву скупчень живих істот, наприклад, зграй птахів. Дана робота, проведена вченими, спрямована на пошук відповіді до одного з фундаментальних питань природи - що змушує живих істот формувати скупчення і переміщатися особливим способом? Зграї риб, колонії мікроорганізмів, рої комах і зграї птахів - приклади того, як це все відбувається в живій природі.
У своїх дослідженнях вчені зосередилися на тому, щоб змусити штучні системи продемонструвати "живе" поведінку. Для цього вони використовували колоїдні розчини, найдрібніші нерозчинні частинки, розмішані в рідкому середовищі. Колоїдні дисперсні розчини складають основу поширених продуктів, які ми використовуємо щодня, це фарби, скло, фарфор і навіть молоко. Вчені, що вивчили принципи самоорганізації колоїдів можуть успішно застосовувати ці знання на практиці і створювати нові матеріали, що володіють унікальними властивостями.
Частками псевдо-живого колоїдного розчину були частинки, розміром близько одного мікрона, із спеціального матеріалу, який активується синім кольором. Для того, щоб розділити ефекти руху частинок під впливом світла від простого теплового руху цих частинок, вчені висвітлювали розчин не весь час, частинки висвітлювалися тривалими імпульсами світла, що чергуються з паузами.
Освітлюються світлом частинки стикалися один з одним і групувалися. Вплив світла на матеріал активізує деякі хімічні властивості цього матеріалу, завдяки яким частинки притягуються і утримуються одна біля одної. Це примушує їх формувати зростаючі кристаллообразные структури, які демонструють псевдо-живе поведінку. Вони постійно формуються, циркулюють, пересуваються і розділяються. Після відключення світла рух частинок зупиняється і сформовані з них структури розпадаються на більше дрібні частини.
Використовуючи магнетизм крихітних частинок можна управляти самоорганізацією псевдо-живих кристалічних утворень. А управляючи освітленням, зовнішнім магнітним полем і хімічним складом розчинника можна отримувати кристалічні структури певної форми і з певною поведінкою, що, в свою чергу може бути використано для створення абсолютно нових "розумних" матеріалів і навіть електронних пристроїв.