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结构和动力学

结构和动力学

用细菌做理体

08 Nov 2005 Isabelledumé.

美国的科学家们已经发现了一种具有新颖的对称形式的液晶状态,实验与细菌分离的细菌。哈佛大学的Zvonimir Dobic和同事和海洋生物实验室发现,螺旋鞭毛存在于此 Salmonella typhimurium. 可以进行相位过渡以形成新状态。除了生物相关性之外,结果还可能对聚合物科学(Cond-Mat / 0510708)有影响。

鞭毛

具有手性对称或手性的分子不能叠加到镜像上,这在许多科学领域都有深远的效果。例如,棒状的非手性分子可以形成a“nematic”具有远程顺序的液晶阶段。但是,如果分子中的一些原子重新排列以使其手性,则该列语可以转化为a“cholesteric”阶段具有非常不同的物理性质。

双重和同事开始孤立鞭毛长丝 Salmonella typhimurium.然后,它们用荧光染料标记它们。细菌使用鞭毛丝–由单个蛋白质组成的大分子结构,称为鞭毛蛋白– to “swim”找到食物。然后美国团队悬浮在水溶液中的长丝。

可以精确地控制细丝的形状,因为它取决于鞭毛蛋白中的氨基酸序列以及溶液的温度和pH。例如,可以从Adiral Robs改变长丝,以高度扭曲的螺旋,看起来像弹簧。使用偏振显微镜,特性和同事发现,螺旋丝经历相位过渡到新的液晶状态,其中鞭毛变成锥形以高于一定水平的浓度。相反,在用棒状长丝的实验中没有看到这种相转变。

结果也可用于模拟聚合物:“大自然非常擅长制造具有明确的对称性的结构,” says Dogic. “我们意识到我们可以使用我们的纯化鞭毛‘ideal polymers’测试手表螺旋包装如何与成立杆的包装的长期预测。没有合成聚合物,可以允许我们进行这样的实验。”

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