Forskere får dråber til at bevæge sig rundt ved egen kraft
Dråber er simple formationer af væske, som normalt ikke anses for at kunne foretage sig noget som helst på egen hånd. Men nu har forskere fundet en metode til at få dråber af alkohol til at bevæge sig gennem vand. I fremtiden kan sådanne dråber måske levere medicin til specifikke steder i kroppen.
At være i stand til at bevæge sig ved egen kraft er en evne, der normalt kun ses i levende organismer. Men simple, ikke-levende enheder kan også udstyres med evnen, rapporterer forskere fra Syddansk Universitet og Institut for Kemisk Teknologi i Prag, Tjekkiet nu. Forskerne har fået alkoholdråber til at bevæge sig rundt ved egen kraft, og den evne kan måske danne grundlag for nye opfindelser, siger de.
"Selve systemet er meget simpelt, men der er alligevel tale om sofistikeret adfærd", forklarer ledende forsker, Martin Hanczyc, som var tilknyttet Center for Fundamental Living Technology (FLINT), Syddansk Universitet Danmark, da forskningen blev udført.
Martin Hanczyc er nu tilknyttet Center for Integrativ Biologi, University of Trento i Italien. Undersøgelsens førsteforfatter er Jitka Cejkova, også tidligere tilknyttet FLINT på SDU, nu adjunkt ved Chemical Robotics Laboratory, Institut for Kemisk Teknologi i Prag.
Hanczyc og hans kolleger fra Prag har vist, at små dråber af alkohol kan bevæge sig gennem komplekse labyrinter i vand. Dråberne kan finde vej til bestemte mål, og derfor kan de bruges til rent fysisk at flytte kemiske stoffer hen til udvalgte steder.
"For eksempel kan dråben fungere som et smøremiddel og sendes afsted til et område, der har behov for smøring. Eller den kan fungere som et transportmiddel for kemiske stoffer, der selv kan finde sin destination og frigive sit indhold af fx medicin, smagsstoffer, eller lign.”, forklarer Martin Hanczyc.
Salt sætter dråberne i bevægelse
Dråberne begynder at bevæge sig, når de fornemmer salt i deres miljø.
"Salt er den stimulus, der får dem til at flytte sig. Dråberne bevæger sig, fordi salt giver et anderledes energilandskab. Det er ligesom en bold, der ligger stille på en flad overflade, men begynder at rulle, hvis overfladen begynder at hælde: så vil bolden rulle til det lavest tilgængelige sted. Det er i princippet det samme, dråben gør. Uden en saltkoncentration forekommer alle retninger flade, og dråben flytter sig ikke. Men når en saltkoncentration er til stede, vil dråben bevæge sig energisk afsted mod saltet. Jo stærkere saltkoncentrationen er, jo mere vil den tiltrække dråben”, siger Martin Hanczyc.
Systemet er bæredygtigt, fordi den samme lille dråbe kan bevæge sig rundt til forskellige salt-stoppesteder, og forskerne kan fortsætte med at tilføje nye stoppesteder. Desuden dråben skelne mellem saltkilder af forskellig koncentration. Processen kan styres ved ekstern temperatur-stimulus, og når den lille dråbe ankommer til et salt-stoppested, kan den slå sig sammen med salt-koncentrationen og reagere med den, hvis det skulle være ønskeligt.
Martin Hanczyc har tidligere vist, at oliedråber udviser et bevægelsesmønster, der kan minde om liv og som kan være en simpel kemisk forgænger til biologisk liv.
Youtube-filmen viser en alkoholdråbe, der bevæger sig gennem vand frem til en saltkoncentration.
Kontakt Jitka Cejkova, Chemical Robotics Laboratory, Institute of Chemical Technology Prague, Tjekkiet. jitka.cejkova@vscht.cz. Tel. +420220443292 www.chobotix.cz
Kontakt Martin Hanczyc, Principal Investigator, Laboratory for Artificial Biology, Centre for Integrative Biology, University of Trento, Italien. martin.hanczyc@unitn.it. Tel. +39 0461 285343.