Физика

Описаны универсальные принципы самосборки

Dr. Ghaith Makey/Bilkent University UNAM

Турецкие физики продемонстрировали фундаментальные принципы процесса самосборки, которые распространяются на целый ряд материалов — от квантовых точек до человеческих клеток. Свою работу ученые опубликовали в журнале Nature Physics.

«Чтобы индуцировать самосборку, вы либо заставляете систему доставлять необходимые для ее построения вещества и собирать их по порядку, либо используете ее внутреннюю динамику для построения конечной заранее заданной структуры. Мы придерживались второго подхода», — говорит руководитель исследования, сотрудник Университета Билкент Серим Илдай.

Авторы продемонстрировали самосборку не только простых, но и сложных структур, которые более чем на четыре порядка отличаются по размерам и массе. Все они собираются вместе согласно сигмоиде — функции, которая также известна как S-образная кривая. Ученые также заметили, что индивидуальные отклонения от S-кривых подчиняются статистическому распределению Трейси — Видома, которое можно увидеть в различных социальных, экономических и физических системах.

Затем ученые показали, что их метод может быть полезен для практического применения. Его возможности, по словам авторов, безграничны. Например, представьте, что в отделении интенсивной терапии больницы выявляется неизвестная инфекция. Вместо того чтобы тратить часы и даже сутки на выявление вызвавшего болезнь патогена, вы в течение нескольких минут можете взять образцы и с помощью новой технологии предсказать, какие лекарства могут быть активны против обнаруженного организма.

«Было невероятно видеть, как легко живыми организмами можно манипулировать в течение нескольких секунд, — говорит доктор Озгюр Шахин из Университета Билкент. — Такой мгновенный контроль над крошечной и быстро перемещающейся структурой во многом выходит за рамки возможностей современных технологий. Это может оказать реальное влияние на область нанотехнологий».

На сегодняшний день авторы сосредоточены на использовании своей технологии для анализа самосборки вирусных и бактериальных частиц. Они начали свою работу еще до пандемии COVID-19, но смогли составить новую аналитическую модель, которая подходит для описания самосборки лучше, чем созданная ранее S-образная кривая. В связи с этим ученые теперь пытаются оперативно использовать свой инструмент для описания распространения вируса SARS-CoV-2 и поиска методов борьбы с ним.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.