Архивное фото«Сейчас в сообществе активно циркулируют идеи о создании так называемой активной материи, материалов с изменяемыми свойствами, которые состоят из частиц, способных к перемещениям. Открытие бактериального стекла расширяет эту концепцию и указывает на то, что подобными свойствами могут обладать и стеклообразные материалы. В далеком будущем это позволит создать материалы с функциями, которые нельзя придать другим формам материи», — заявил доцент Университета Токио Кацумаса Такэути.
Исследователи совершили это открытие при наблюдениях за тем, как ведут себя бактерии внутри колоний с очень высокой «плотностью населения». Несколько лет назад биологи заметили, что в некоторых случаях микробы полностью переставали двигаться внутри подобных колоний, причины чего не были ясны. Японские исследователи решили восполнить этот недостаток, для чего они создали специализированное устройство, позволяющее контролируемым образом выращивать подобные колонии бактерий.
Используя этот прибор, исследователи проследили за тем, как менялась жизнедеятельность колонии кишечной палочки по мере роста ее численности. Эти наблюдения неожиданно указали на то, что через некоторое время, когда «плотность населения» достигала некоторой критической точки, клетки кишечной палочки резко переставали двигаться и образовали структуру, которая была похожа по своему устройству и физическим характеристикам на стекло.
Это проявлялось в том, что колония бактерий приобрела такую же аморфную структуру, как и стеклообразные материалы, причем микробы были распределены по этому «биостеклу» и сгруппированы в небольшие наборы клеток таким же образом, как ионы и атомы в стеклах. При этом бактериальное стекло также обладало свойствами некоторых типов жидких кристаллов, что связано с палочкообразной формой клеток микробов.
В дополнение к этому, ученые обнаружили, что процесс образования этого «биостекла» из раствора бактерий протекал не по тем термофизическим принципам, которые управляют формированием обычного стекла при охлаждении его расплава. Это делает «биостекло» особенно интересным для дальнейшего изучения и разработки различных активных стеклообразных материалов, чьими свойствами и структурой можно гибко управлять.
