Breaking News

Model baru menemukan interaksi molekuler utama untuk menciptakan keteraturan dalam sistem aktif

Model baru menemukan interaksi molekuler utama untuk menciptakan keteraturan dalam sistem aktif

Cacat spiral menciptakan pola perpindahan (visualisasi 3D) Kredit: MPI-DS, LMP

Interaksi non-timbal balik dapat meningkatkan keteraturan dalam sistem yang aktif. Ini adalah penemuan a belajar oleh para ilmuwan dari Departemen Fisika Materi Hidup di Institut Max Planck untuk Dinamika dan Organisasi Mandiri (MPI-DS).

Para peneliti menciptakan model untuk menggambarkan pola yang muncul tergantung pada jumlah non-timbal balik dalam sistem yang aktif. Karya tersebut diterbitkan di majalah. Surat pemeriksaan fisik.

Materi hidup sering kali menampilkan karakteristik yang tidak terdapat dalam sistem fisik yang lebih sederhana. Contoh tipikalnya adalah interaksi asimetris antara spesies partikel yang berbeda: satu jenis molekul dapat tertarik ke molekul lain, yang kemudian ditolak, sama seperti predator mengejar mangsanya, yang kemudian mencoba melarikan diri.

Fenomena ini disebut interaksi non-timbal balik dan dapat menghasilkan pola-pola menarik dalam skala yang lebih besar, seperti yang ditunjukkan di atas. Pola makroskopis yang dihasilkan sering kali menyerupai struktur yang penting bagi keseluruhan fungsi sistem, misalnya sel hidup.

Dalam sebuah studi baru, Navdeep Rana dan Ramin Golestanian menyelidiki interaksi antara non-timbal balik dan pembentukan cacat, yang memengaruhi pola yang dihasilkan.

“Biasanya, non-timbal balik yang lebih kuat menyebabkan aktivitas yang lebih besar dan oleh karena itu dikaitkan dengan berkurangnya keteraturan dalam sistem,” jelas Rana. “Namun, kami menemukan bahwa yang terjadi justru sebaliknya dan pola gelombang yang tertata rapi terbentuk ketika non-timbal balik melebihi tingkat tertentu.”

Oleh karena itu, studi baru ini menyoroti pentingnya non-timbal balik ketika menghilangkan cacat pada sistem aktif untuk menciptakan struktur yang teratur.

Para ilmuwan menggunakan simulasi untuk menyelidiki sifat fisik dari cacat alami yang mengganggu ketertiban, seperti dislokasi pada logam yang digunakan untuk membuat sendok.

“Sementara dorongan ketidakseimbangan dalam bentuk membengkokkan sendok berulang kali menciptakan lebih banyak cacat yang terjerat dan melemahkan kekuatannya hingga pecah, interaksi non-timbal balik mendorong sistem menuju jalur menghilangkan cacat dan menciptakan keteraturan yang sempurna,” tambah Golestanian. .

“Properti luar biasa ini membuka banyak jalan bagi penerapan sistem materi aktif non-timbal balik,” ia menyimpulkan.

Secara keseluruhan, penelitian ini mengungkap prinsip-prinsip fisika mendasar yang mendasari pengorganisasian materi aktif, yang penting bagi pembentukan kehidupan.

Informasi lebih lanjut:
Navdeep Rana dkk, Solusi Cacat Model Cahn-Hilliard Nonresiprokal: Spiral dan Tujuan, Surat pemeriksaan fisik (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.078301

Disediakan oleh
Masyarakat Max Planck


Kutipan: Model baru menemukan interaksi molekuler utama untuk menciptakan keteraturan dalam sistem aktif (2024, 12 Desember) diambil 12 Desember 2024 dari https://phys.org/news/2024-12-molecular-interactions-key.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Sumber