Các kỹ sư tại Đại học Colorado Boulder đã phát hiện ra rằng quá trình vật lý loại bỏ bụi bẩn khỏi quần áo và khiến cá nhiệt đới có các sọc sặc sỡ thực ra giống nhau. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances vào ngày 8/11.
Benjamin Alessio, tác giả chính của bài báo và là nhà nghiên cứu đại học tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học, cho biết: "Nhiều vấn đề sinh học về cơ bản đều bắt nguồn từ cùng một vấn đề: Khi mọi thứ bắt đầu từ một tế bào hình cầu. Các sinh vật sống phát triển phức tạp như thế nào các mẫu và hình dạng bắt đầu bằng "Công việc của chúng tôi sử dụng các cơ chế vật lý và hóa học đơn giản để giải thích các hiện tượng sinh học phức tạp."
Các nhà sinh vật học tin rằng nhiều loài động vật sử dụng mẫu lông để ngụy trang hoặc thu hút bạn tình. Ví dụ, mặc dù mã di truyền chứa thông tin như màu sắc của các đốm trên lông báo, nhưng chỉ riêng di truyền không thể giải thích chính xác những đốm đó được hình thành như thế nào.
Pocker Cơ chế TuringNăm 1952, trước khi các nhà sinh vật học phát hiện ra cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA, nhà toán học Alan Turing, người sáng lập ngành khoa học điện toán hiện đại, đã đề xuất một lý thuyết táo bạo về cách động vật có được nhiều kiểu mẫu khác nhau.
但科学表明，过多食用超加工食品对我们不利。根据2月一项涵盖近1,000万人的调查显示，食用超加工食品会增加患上或死于数十种疾病的风险。
苹果还与谷歌就授权Gemini聊天机器人进行了谈判。这些讨论尚未达成协议，但仍在进行中。
《日经亚洲》分析美国调研公司TeleGeography的数据指出，2026年之后，中国没有计划铺设任何新的海底电缆，最后3条连接香港的海底电缆，将于2025年完工。
NOAA表示，从周三（5月8日）开始，太阳产生了强烈的太阳耀斑，导致五次等离子体爆发，能够扰乱轨道上的卫星和地球上的电网。每次喷发（称为日冕物质抛射）都可能包含来自太阳外层大气或日冕的数十亿吨等离子体和磁场。
Turing đưa ra giả thuyết rằng khi các mô sinh học phát triển thì nhiều chất hóa học khác nhau sẽ được sản sinh ra. Những chất này khuếch tán qua mô sinh học theo một quá trình tương tự như những gì xảy ra khi thêm sữa vào cà phê. Một số chất này phản ứng với nhau tạo thành các đốm. Những chất khác ức chế sự khuếch tán và phản ứng của các hóa chất tạo đốm nêu trên, tạo ra khoảng trống giữa các vết. Lý thuyết của Turing cho thấy mô hình "phản ứng-khuếch tán" đơn giản này đủ để giải thích quá trình cơ bản hình thành mô hình sinh học mà không cần đến các quá trình di truyền phức tạp.
"Cơ chế Turing chắc chắn có thể tạo ra các mẫu, nhưng sự khuếch tán không tạo ra các mẫu rõ ràng." Ankur Gupta, trợ lý giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học, đồng thời là tác giả của nghiên cứu mới, cho biết. Ví dụ, khi sữa khuếch tán vào cà phê, nó chảy theo mọi hướng theo một đường nét mơ hồ.
Khi Alessio đến thăm Thủy cung Birch ở San Diego, anh đã bị ấn tượng bởi những hoa văn phức tạp trên cá hộp với đường viền rất rõ ràng và rõ ràng. Nó bao gồm một chấm màu tím được bao quanh bởi đường viền hình lục giác màu vàng nổi bật. Ông tin rằng chỉ lý thuyết của Turing không thể giải thích được hình dáng rõ ràng của những hình lục giác này. Nhưng hình mẫu này khiến anh nhớ đến những mô phỏng trên máy tính mà anh đã chạy, trong đó các hạt tạo thành những đường sọc rõ ràng tương tự. Alessio, một thành viên của nhóm nghiên cứu Gupta, tự hỏi liệu một quá trình được gọi là Diffusiophoresis có vai trò gì trong việc hình thành các kiểu mẫu tự nhiên hay không.
Cái được gọi là điện di khuếch tán xảy ra khi các phân tử chuyển động trong chất lỏng do sự khác biệt về nồng độ, đẩy nhanh chuyển động của các loại phân tử khác trong cùng môi trường. Mặc dù điều này có vẻ như là một khái niệm mơ hồ đối với người bình thường nhưng đây thực sự là cách để có được đồ giặt sạch.
Một nghiên cứu gần đây cho thấy việc giặt quần áo ngâm xà phòng bằng nước sạch sẽ loại bỏ bụi bẩn nhanh hơn giặt quần áo ngâm xà phòng bằng nước xà phòng. Điều này là do khi xà phòng khuếch tán từ vải vào nước có nồng độ xà phòng thấp hơn, chuyển động của các phân tử xà phòng sẽ hút bụi bẩn ra ngoài. Ngược lại, khi giặt quần áo bằng nước xà phòng, nồng độ xà phòng không có sự khác biệt khiến chất bẩn vẫn giữ nguyên tại chỗ.
trình mô phỏngNhư Gupta và Alessio đã quan sát trong mô phỏng của họ, chuyển động của các phân tử trong quá trình điện di khuếch tán luôn tuân theo các quỹ đạo rõ ràng và tạo ra các mẫu được xác định rõ ràng.
Để xác định liệu quá trình này có thể đóng vai trò trong việc tạo ra các hoa văn trên cơ thể động vật hay không, cặp đôi đã mô phỏng các hoa văn lục giác màu tím và đen trên da của loài cá hộp được trang trí công phu chỉ bằng phương trình Turing. Máy tính tạo ra một hình ảnh có các chấm màu tím mờ và đường viền màu đen mờ. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sửa đổi các phương trình Turing để kết hợp phương pháp điện di khuếch tán. Hóa ra nó giống với hoa văn lục giác hai màu sáng và sắc nét trên cá hơn.
Lý thuyết của nhóm nghiên cứu cho rằng khi các hóa chất khuếch tán qua mô sinh học như Turing mô tả, chúng cũng kéo theo các tế bào sản xuất sắc tố theo cơ chế điện di khuếch tán, giống như xà phòng cuốn chất bẩn ra khỏi quần áo. Những tế bào sắc tố này lần lượt hình thành các đốm và sọc rõ ràng hơn.
Nhiều thập kỷ sau khi Turing đề xuất lý thuyết có ảnh hưởng sâu rộng của mình, các nhà khoa học đã sử dụng cơ chế này để giải thích nhiều mô hình khác trong sinh học, chẳng hạn như sự sắp xếp của các nang lông ở chuột và các đường gờ trên vòm miệng của động vật có vú.
Gupta hy vọng rằng nhóm của ông sẽ tiến hành nhiều nghiên cứu hơn nữa để nâng cao hiểu biết hơn nữa về sự hình thành mô hình và truyền cảm hứng cho các nhà khoa học phát triển vật liệu mới và thậm chí cả các loại thuốc mới.
"Những phát hiện này nhấn mạnh rằng vai trò của điện di khuếch tán trong lĩnh vực hình thành mẫu có thể bị đánh giá thấp. Công trình này không chỉ có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật và khoa học vật liệu mà còn mang đến cơ hội nghiên cứu vai trò của điện di khuếch tán trong các quá trình sinh học như tạo phôi và hình thành khối u mang lại cơ hội”, Gupta nói. ◇
PockerNgười biên tập: Ye Ziwei#
