Капля масла в воде — как шарик в толпе. Пока толпа редкая, шарики свободно расходятся. Но если людей много, каждый зажат соседями, и вся масса ведёт себя как одно тело. Примерно так устроена эмульсия — смесь, где капли одной жидкости (например, масла) взвешены в другой (воде) или наоборот. Густая эмульсия напоминает крем или майонез: она держит форму, но при сильном нажатии начинает течь.
В новом опыте в такую смесь запустили живые одноклеточные водоросли хламидомонады. Эти микроорганизмы — крошечные пловцы: они бьют жгутиками, как вёслами, и проталкиваются между каплями. Исследователи измеряли реологию эмульсии — её текучесть под нагрузкой. Оказалось, движение водорослей делает эмульсию заметно прочнее: чтобы заставить её течь, нужно приложить вдвое большее усилие. При этом если те же водоросли обездвижить, прочность не меняется — значит, дело именно в движении, а не в том, что клетки просто занимают место.
Эти толчки действуют на капли масла как невидимые пружинки: они прижимают капли друг к другу, и вся структура становится жёстче. Водоросли как будто сшивают эмульсию изнутри. Такой механизм позволяет управлять свойствами мягких материалов — от косметики до продуктов — просто добавляя живые движущиеся клетки и меняя их количество.
Так что в следующий раз, когда крем для рук окажется слишком жидким, вспомните: возможно, ему просто не хватило пары миллионов пловцов с жгутиками.
Хламидомонада — одноклеточная водоросль размером около 10 микрометров, в десять раз тоньше человеческого волоса. Она чувствует свет и плывёт к нему, вращаясь как штопор.
В романе Станислава Лема «Непобедимый» микроскопические механизмы-пловцы образуют облако, способное менять структуру материалов — почти как водоросли в этой эмульсии.