Os pesquisadores de física usam pequenos eelworms de vinagre para aproveitar o movimento coletivo e entender a matéria ativa

Dentro de um laboratório em Dan Black Hall, o aluno de Cal State Fullerton, Ashley Robinson, mistura partículas fluorescentes com pequenos nematóides, comumente conhecidos como eritomos de vinagre.

Através dos experimentos, Robinson, um duplo especialista em física e filosofia, está estudando como os vermes do tamanho de milímetros sincronizam sua direção de movimento e oscilam seus corpos em uníssono-comportamentos de natureza rara.

Quando em um estado tão sincronizado, esses vermes agradáveis ​​podem mover objetos com uma força centenas de vezes seu próprio peso.

Anton Peshkov, professor assistente de física e consultor de pesquisa de Robinson, disse que a pesquisa tem como objetivo aprender mais sobre o movimento sincronizado do lmóvelo e entender melhor como a matéria ativa funciona. O projeto é financiado por uma doação de quase US $ 375.000 da National Science Foundation.

Ao conduzir a pesquisa de pós -doutorado, Peshkov descobriu o único e hipnotizante movimento Das enguias de vinagre e os fortes fluxos de líquido que produzem quando se movem em sincronia à medida que se movem.

Peshkovque obteve um doutorado em física da Université Pierre et Marie Curie, na França, disse que a matéria ativa, como a capacidade de sincronização de Eelworms, é semelhante à visão de um bando de pássaros que voam juntos em uníssono ou uma escola de peixes escapando coletivamente um predador.

“Compreender esse fenômeno do movimento coletivo é de fundamental importância para a ciência, particularmente na biofísica, que usa a física para entender como os sistemas biológicos funcionam”, disse Peshkov, que se juntou à CSUF em 2022.

Os pesquisadores estão estudando nematóides para expandir seu conhecimento de como a matéria ativa pode ser usada para o deslocamento de objetos e a geração de fluxos de fluido. Estudar as regras físicas que permitem que esse movimento coletivo ajudará os pesquisadores a desenvolver aplicativos em robótica e entrega de medicamentos direcionados.

“O movimento coletivo das eelworms de vinagre é um exemplo de um novo tipo de questão ativa na qual as partículas podem sincronizar tanto sua direção de movimento quanto suas oscilações”, disse Peshkov.

Peshkov disse que o vinagre redondo Eelworm, cujo nome científico é Turbatrix aceti, foi o primeiro nematodo já descrito. Descoberto em 1656 por Pierre Borel, médico pessoal do rei francês Luís XIV, os nematóides vivem todo o seu ciclo de vida em vinagre ou outros fluidos adequados. Os eritomos são frequentemente encontrados no sedimento de vinagre não pasteurizado, onde os vermes se alimentam de bactérias e fungos.

Preparação para carreiras de pesquisa em biofísica

A pesquisa de Robinson se concentra em criar objetos impressos em 3D e usar sistemas sofisticados de imagens e software para criar um ambiente controlado para modelar os movimentos coletivos do tipo onda dos nematóides.

“Podemos modificar os movimentos especiais desejados do nematóide, bem como criar fluxos circulares e muito mais”, disse ela. “Através de nossa pesquisa, esperamos nos aproximar de entender como podemos controlar esses estados e como ela pode ser aplicada ao avanço dos campos biomédicos e biofísicos”.

Além de Robinson, outros estudantes que trabalham no projeto são o estudante de física de graduação Evan Negrete, e a pós -graduação Christina Ceballos, que estuda biologia, e Rommell Pennell, especialista em física.

Robinson recebeu mais de US $ 13.000 em bolsas de estudos do Dan Black Family Irmandade e Universidade Estadual da Califórnia Stem-Net Programa de pesquisa de estudantes de verão para apoiá -la pesquisar.

“Esses prêmios são baseados em meus objetivos de pesquisa e me ajudaram imensamente para que eu possa dedicar mais tempo no laboratório e participar de conferências de física”, disse Robinson, estudante universitário de primeira geração.

Inicialmente interessado em biologia, Robinson mudou para a física depois de tomar o Faculdade de Ciências Naturais e Matemática ‘ Pense no curso de Einstein. O curso Apresenta os alunos do primeiro ano nas disciplinas científicas.

Ao trabalhar no projeto de pesquisa, Robinson está aprendendo técnicas avançadas de laboratório e imagem e aprimorando as habilidades de pensamento crítico para se preparar para a pós -graduação. Ela planeja fazer um doutorado em biofísica e aspira a uma carreira como professor de física e pesquisador.

“Trabalhar com o Dr. Peshkov abriu muitas portas para mim”, disse Robinson. “Espero chegar a um ponto em que posso se ramificar e aplicar minhas habilidades de pesquisa obtidas à minha própria área de investigação e contribuir para avançar no campo”.