Brug af slamorm som model for aktive filamenter i viskositetstest

Et team af forskere ved universitetet i Amsterdam har fundet ud af, at det er muligt at bruge slamorm som model for filamenter, når der udføres viskositetsundersøgelser. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver deres eksperimenter med slamorme og et rheometer og hvad de lærte af dem.

I aktive systemer, partikler bevæger sig alene på grund af lagret energi eller ved at bruge anden energi i systemet. En sådan klasse af aktive systemer er aktive polymerer, hvilken, forskerne bemærker, er af stor interesse for biologer på grund af deres udbredelse i mange biologiske systemer. Desværre, forskere har ikke været i stand til at udvikle ret mange eksperimentelle projekter designet til at studere aktive polymersystemer - især dem, der sigter mod at studere flow. I denne nye indsats, forskerne har udtænkt en unik måde at simulere aktive polymerers handlinger på en enkel måde - ved at putte slamorme i et rheometer.

Slamorme (Tubifex tubifex) er en art af tubificid segmenteret orm, der ligner størrelsen regnorme. De bruges almindeligvis som mad til tropiske fisk, og sælges i de fleste dyrebutikker. En fælles egenskab ved slamorme er deres konstante bevægelse. Et reometer er en klar cylinder med plader indeni, der kan anvende en forskydningskraft på materialet inde i cylinderen. I deres eksperimenter, forskerne fyldte rheometeret med lige dele orme og vand, og brugte enheden til at måle viskositeten af ​​det kombinerede materiale. Holdet varierede også vandets temperatur for at ændre ormens bevægelse (og dermed opløsningens viskositet), og på nogle punkter, placeret lige nok alkohol i enheden til at tvinge dem til at stoppe med at bevæge sig.

Tidligere arbejde har vist, at en opløsning med en aktiv polymer vil modstå en forskydningskraft mere end en klar væske - den øgede viskositet skyldes sammenfiltring, der opstår mellem polymererne. Tidligere arbejde har også vist, at efterhånden som forskydningen øges, polymer filamenter har en tendens til at justere, hvilket resulterer i et fald i viskositet. Hvad der ikke er vist, imidlertid, er, hvad der sker, når filamenterne bevæger sig alene.

Forsøgene fra forskerne viste, at ved meget lave forskydningshastigheder, den aktive ormopløsning var 10 gange mindre viskøs end et passivt ormsystem. Også, da forskydningshastigheden blev øget, opløsningen viste faldende viskositet, som var forudsagt, men den aktive opløsning viste mindre udtynding af forskydning, end man havde forudsagt. Forskerne mener, at deres fund er mere præcise end teorier, fordi deres model gav mulighed for at strække og trække sig sammen.

© 2020 Science X Network