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Uma equipe de cientistas criou um sistema que replica o movimento de fenômenos naturais, como furacões e algas, usando feixes de laser e a rotação de rotores microscópicos.
A descoberta, relatada na revista Natureza Comunicaçõesrevela novas maneiras pelas quais a matéria viva pode ser reproduzida em escala celular.
“Os organismos vivos são feitos de materiais que bombeiam energia ativamente por meio de suas moléculas, que produzem uma série de movimentos em uma escala celular maior”, explica Matan Yah Ben Zion, aluno de doutorado do Departamento de Física da Universidade de Nova York na época do trabalho. e um dos autores do artigo. “Ao projetar máquinas em escala celular desde o início, nosso trabalho pode oferecer novos insights sobre a complexidade do mundo natural”.
A pesquisa se concentra em fluxos de vórtices, que aparecem tanto em sistemas biológicos quanto em sistemas meteorológicos, como algas ou furacões. Especificamente, as partículas se movem em movimento orbital no fluxo gerado por sua própria rotação, resultando em uma série de interações complexas.
Para entender melhor essas dinâmicas, os autores do artigo, que também incluíam Alvin Modin, aluno de graduação da NYU na época do estudo e agora aluno de doutorado na Johns Hopkins University, e Paul Chaikin, professor de física da NYU, procuraram replicá-los em seus nível mais básico. Para fazer isso, eles criaram minúsculos microrrotores – cerca de 1/10 da largura de um fio de cabelo humano – para mover micropartículas usando um feixe de laser (Chaikin e seus colegas idealizaram esse processo em um trabalho anterior).
Os pesquisadores descobriram que as partículas rotativas se afetavam mutuamente em movimento orbital, com semelhanças impressionantes com a dinâmica observada por outros cientistas em algas “dançantes” – agrupamentos de algas que se movem em conjunto uns com os outros.
Além disso, a equipe da NYU descobriu que os giros das partículas se alternam à medida que as partículas orbitam.
“Os giros das partículas sintéticas retribuem da mesma forma que o observado nas algas – em contraste com o trabalho anterior com microrrotores artificiais”, explica Ben Zion, agora pesquisador da Universidade de Tel Aviv. “Portanto, fomos capazes de reproduzir sinteticamente – e em escala de mícron – um efeito que é visto em sistemas vivos”.
“Coletivamente, essas descobertas sugerem que a dança das algas pode ser reproduzida em um sistema sintético, estabelecendo melhor nossa compreensão da matéria viva”, acrescenta.
A pesquisa foi apoiada por doações do Departamento de Energia (DE-SC0007991, SC0020976).
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