Naukowcy z Uniwersytetu w Kioto przeprowadzili badania nad ruchem komórek plemników, które zdają się przeczyć trzeciej zasadzie dynamiki Newtona. Ich odkrycia, opublikowane w czasopiśmie PRX Life, mogą otworzyć nowe możliwości w dziedzinie mikrorobotyki.
Tradycyjne rozumienie dynamiki płynów zakłada, że opór w gęstych środowiskach powinien utrudniać ruch. Jednak komórki plemników radzą sobie z tym wyzwaniem, wykorzystując unikalny mechanizm. Zespół badawczy pod kierownictwem Kenty Ishimoto odkrył, że wici plemników wyginają się w sposób, który minimalizuje opór. Zamiast symetrycznych ruchów, plemniki generują jednostronną falę, która napędza je do przodu bez oczekiwanego oporu.
To zjawisko tłumaczy się koncepcją „dziwnej elastyczności”, która opisuje, jak mikroskopijne struktury, takie jak wici plemników, deformują się, aby uniknąć oddziaływania zwrotnego z otaczającego płynu.
Odkrycie to ma istotne implikacje dla edukacji w zakresie robotyki i bioinżynierii. Studenci i inżynierowie mogą uczyć się, jak projektować miniaturowe maszyny, które będą w stanie poruszać się w złożonych środowiskach. Przykładowo, można opracować roboty do użytku wewnątrz ludzkiego ciała, na przykład do dostarczania leków bezpośrednio do chorych komórek.
Wprowadzenie tych zagadnień do programów nauczania może pomóc w kształtowaniu przyszłych pokoleń naukowców i inżynierów. Zrozumienie mechanizmów, dzięki którym komórki plemników poruszają się w środowisku o dużej lepkości, może być kluczowe dla rozwoju mikrorobotów zdolnych do operowania w trudno dostępnych miejscach, a także dla zainteresowania młodych ludzi nauką i technologią.