Как движутся частицы в турбулентных жидкостях? Ответ на этот вопрос можно найти в новой модели, представленной в диссертации в Университете Гетеборга. Модель может помочь ускорить разработку новых лекарств. Когда вы перемешиваете стакан с водой, легко подумать, что любые частицы в воде окажутся в хаосе и будут двигаться совершенно беспорядочно. Но это не всегда так. Например, так называемые активные микроколебания могут самостоятельно перемещаться в потоке. Навид Мусави, аспирант Гетеборгского университета, создал модель, включающую различные гидродинамические факторы, чтобы изучить, как эти частицы справляются с турбулентностью и даже используют ее. Микроплавающие частицы могут быть как биологическими, например планктон, так и искусственными, например наномоторы. Планктон вносит вклад в глобальные экосистемы, вырабатывая кислород, и составляет основу океанической пищевой сети. Свободное плавание в потокеНавид Мусави создал новые методы моделирования и изучения навигации микроплавунцов, объединив физику активной материи с принципами машинного обучения. В диссертации найдены оптимальные модели поведения планктона, позволяющие ему выжить в турбулентной среде обитания.
Исследование также показало, что микропловцы могут использовать поток, чтобы двигаться быстрее, чем смогли бы самостоятельно, что является важным моментом как для биологических, так и для искусственных применений. Еще одним интересным результатом исследования стало нахождение оптимального поведения, позволяющего избежать высокой турбулентной деформации. Удивительно, но оказалось, что микропловцы стремятся плыть против течения, чтобы сохранить свое положение в областях с низкой деформацией.
Важные знания для развития медициныВсе найденные стратегии эффективно работают в нескольких различных сценариях, что означает возможность их применения в реальных жизненных ситуациях. Результаты исследования дают важные знания, которые имеют несколько применений. Например, в медицине, где они могут помочь в разработке умных микропловцов, способных доставлять лекарства непосредственно в определенные участки тела, делая лечение более эффективным. В экологическом плане эти крошечные пловцы могут помочь очистить океаны от микропластика и сделать планету более здоровой.
Исследователи также планируют изучить более сложные модели, учитывающие эффективность использования энергии и коллективное поведение нескольких пловцов. 25.06.2024 |
Биосфера
PeerJ Life & Environment: Ленивцам Гоффмана грозит гибель из-за потепления | |
Исследование показало, что ленивцы в ... |
PeerJ Life & Environment: Замедленная реакция крякв приводит к авариям | |
В журнале PeerJ Life & Environment вышла с... |
Nature Climate Change: Водоросли процветают по мере потепления океана | |
В части потеплевшего океана процветает невидим... |
PeerJ: У полосатой рыбки открыта способность ослеплять хищников резким движением | |
Камуфляж животных не только помогает им&n... |
PLOS Biology: Фруктовая диета улучшает иммунный ответ летучих мышей на вирусы | |
Фруктоядные летучие мыши вырабатывают меньше а... |
Science of The Total Environment: Сытая пчела хорошо сопротивляется вирусам | |
Как питание, вирусные инфекции и пестицид... |
PNAS: Выяснилось, как и почему меняется поведение журавлей в течение года | |
Исследование четырех видов журавлей раскрывает... |
Horticulture Research: Дефицит фосфатов активирует защиту чая от грибка | |
Растения, содержащие полифенолы, известны свое... |
Nature: Математики открыли новый класс природных форм — мягкие ячейки | |
Математики описали новый класс фигур, часто вс... |
FMS: Ничего сверхъестественного — в Марианской впадине кричат полосатики Брайда | |
Исследователи выяснили, откуда доносятся таинс... |
В МГУ назвали чаек переносчиками патогенных грибов, устойчивых к антибиотикам | |
Сотрудники факультета почвоведения МГУ в&... |
Nature Communications: Медленная седина защищает лошадей от меланомы | |
Учёные из Колледжа ветеринарной медицины ... |
JAVMA: Открыт лучший способ охладить собаку во время жары | |
Климат становится жарче, и собаки могут з... |
FMarS: С пылью из Сахары в океан попадает жизненно важный микроэлемент | |
Железо — необходимый микроэлемент д... |
Cell Host & Microbe: Растения научились не заражать потомство — на очереди человек | |
Учёные выяснили, как растения защищают св... |
Molecular Ecology Resources: Новый метод поможет найти источник яда в генах змей | |
Из 4000 видов змей лишь около десяти процентов... |
Nature Communications: Выяснилось, почему у эму неправильные крылья | |
Учёные выяснили, как у эму укор... |
В СПбГУ изменили таксономию недавно описанного вида горных муравьев из Китая | |
Палеомирмекологи СПбГУ и их ки... |
Scientific Reports: Динго не имели отношения к собакам-изгоям | |
Связь между ископаемыми останками динго и ... |
Nature Ecology & Evolution: Экономия энергии благодаря миграции — заблуждение | |
Институт поведения животных имени Макса Планка... |
Biology Letters: Для спасения от хищников ящерицы научились нырять с аквалангом | |
В новом исследовании Бингемтонского университе... |
Biology Letters: Альбатросы осязают клювами почти как приматы пальцами | |
Исследователи выяснили, что у морски... |
Agronomy: Зеркала улучшают выживаемость и рост находящихся под угрозой растений | |
Бобовое дерево Serianthes nelsonii &mdash... |
FMARS: Запах родины помогает креветке найти в океане дорогу домой | |
Самонаведение — это способност... |
Дыбка и трещотка: кого еще нашли ученые КФУ во время экспедиции | |
Учёные Казанского федерального университета вм... |
Science Advances: Большие узоры на лепестках гибискуса привлекают больше пчел | |
Гибискус и другие цветы используют заложе... |
Nature Communications: Новая находка опровергла некоторые догмы эволюции | |
Новое исследование ископаемых показывает, что&... |
Palaeontology: У трилобитов нашли еще две пары ног с жабрами и шипами | |
Учёные обнаружили, что у трилобитов ... |
PNAS: В тропосфере микробы могут путешествовать на тысячи километров | |
Анализ проб воздуха, взятых на высоте до&... |
Scientific Reports: У рыб обнаружены зачатки самосознания | |
Если бы человек, смотрящий на себя в... |