Une goutte d'huile dans l'eau se comporte comme une petite bille : elle cherche à occuper la position de moindre énergie. S'il y a une paroi à proximité, la goutte s'y colle souvent — tout comme une goutte de pluie s'étale sur une vitre. Dans un mélange de deux liquides non miscibles, par exemple le polyéthylène glycol et le dextrane, il se forme de minuscules gouttelettes d'un liquide à l'intérieur de l'autre. Ces gouttelettes, en se déposant sur la paroi, créent un creux dans le paysage énergétique — comme une petite dépression à la surface dans laquelle une bille roule.

Les bactéries qui nagent dans ce mélange se comportent comme des billes. Lorsqu'une gouttelette adhère à la paroi, un puits d'énergie se forme à côté d'elle. Une bactérie qui s'y aventure par hasard ne peut plus en sortir — elle se colle à la surface. Les scientifiques ont mené des expériences avec les bactéries Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus dans un mélange de polyéthylène glycol et de dextrane. Il s'est avéré que les bactéries s'accumulent effectivement près de la paroi précisément aux endroits où se trouvent des gouttelettes collées. La modélisation informatique a confirmé : les gouttelettes créent des pièges qui retiennent les bactéries.

Mais les bactéries ont leur propre mouvement. Elles nagent à l'aide de flagelles — de fins filaments qui tournent comme des hélices. Ce mouvement peut à la fois aider et gêner. Si les gouttelettes sont peu nombreuses, les bactéries nagent activement vers la paroi et tombent dans les pièges. Si les gouttelettes sont nombreuses, elles se mettent à tourner — des gouttelettes auto-rotatives se forment. La rotation crée un flux de liquide qui repousse les bactéries de la paroi. Ainsi, le nombre de gouttelettes détermine si les bactéries adhèrent ou non.

Cette découverte aide à comprendre comment les bactéries forment des biofilms — des communautés denses sur les surfaces, par exemple sur les implants médicaux ou les tuyaux. En sachant que les gouttelettes de liquide peuvent servir de pièges, on peut apprendre à contrôler l'adhésion des bactéries : par exemple, ajouter des substances qui modifient le mouillage des gouttelettes et ainsi empêcher les bactéries de se fixer.