Капля масла в воде ведёт себя как маленький шарик: она стремится занять место с наименьшей энергией. Если рядом есть стенка, капля часто прилипает к ней — так же, как капля дождя растекается по стеклу. В смеси двух несмешивающихся жидкостей, например полиэтиленгликоля и декстрана, образуются мельчайшие капли одной жидкости внутри другой. Эти капли, оседая на стенке, создают углубление в энергетическом ландшафте — как ямка на поверхности, в которую скатывается шарик.

Бактерии, плавающие в такой смеси, ведут себя как шарики. Когда капля прилипает к стенке, рядом с ней образуется энергетическая яма. Бактерия, случайно заплывшая туда, уже не может выбраться — она прилипает к поверхности. Учёные провели эксперименты с бактериями Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus в смеси полиэтиленгликоля и декстрана. Оказалось, что бактерии действительно скапливаются у стенки именно в тех местах, где есть прилипшие капли. Компьютерное моделирование подтвердило: капли создают ловушки, которые удерживают бактерии.

Но у бактерий есть собственное движение. Они плавают с помощью жгутиков — тонких нитей, которые вращаются как винты. Это движение может и помогать, и мешать. Если капель мало, бактерии активно плывут к стенке и попадают в ловушки. Если капель много, они начинают крутиться — образуются самовращающиеся капли. Вращение создаёт поток жидкости, который отталкивает бактерии от стенки. Так что количество капель решает, прилипнут бактерии или нет.

Это открытие помогает понять, как бактерии образуют биоплёнки — плотные сообщества на поверхностях, например на медицинских имплантатах или трубах. Зная, что капли жидкости могут служить ловушками, можно научиться управлять прилипанием бактерий: например, добавлять вещества, которые меняют смачивание капель, и тем самым мешать бактериям закрепляться.