Набор синих, красных, зеленых и желтых кубиков Lego помогает визуализировать этот исследовательский подход. Из этих кирпичей очень просто построить разноцветный объект, не считая цвета отдельных кирпичиков. Чтобы немного усложнить задачу, можно сначала отсортировать кирпичи по цвету, а затем построить объекты синего, красного, зеленого или желтого цветов.
Такие процессы называются «асоциальными собраниями», если ими руководят сами по себе. Чтобы сделать вещи еще более сложными, вы также можете построить одни объекты из красных и синих кирпичей, а другие из зеленых и желтых кирпичей. Эти процессы, если они выполняются одновременно, называются «социальными собраниями».
Ученые из Аахена и Фрайбурга решили аналогичную задачу; однако в микроскопическом масштабе, используя маленькие частицы геля вместо кубиков Lego. Эти так называемые микрогели представляют собой частицы губчатого геля, богатые водой, которые можно химически модифицировать. «Мы использовали четыре разных типа микрогелей для наших экспериментов. Микрогели могут самособираться« асоциальным »образом, оставаясь между собой, или совместно собираться« социальным »способом с помощью второго типа микрогелей», — объясняет доктор Александр Кун из DWI.
Он координировал этот проект вместе с профессором доктором Андреасом Вальтером, бывшим ученым DWI, который недавно переехал в Фрайбургский университет.Задача этого проекта заключалась в том, чтобы позволить микрогелям различать правильных и неправильных партнеров. Чтобы добиться этого, ученые интегрировали молекулярные взаимодействия так, чтобы только определенные типы микрогелей могли взаимодействовать друг с другом — точно так же, как ключ, который может открывать только очень определенный замок. Однако вместо ключей и замков исследователи применили переключаемые молекулы, которые интегрируются в циклические сахарные фрагменты.
Запущенные определенными химическими условиями или светом, исследователи могли контролировать форму молекул и их взаимодействия во время эксперимента. Таким образом, микрогели могут самосортироваться, собираться и разбираться одним нажатием кнопки.
«Мы используем эти типы экспериментов, чтобы лучше понять процессы, протекающие в естественных клетках», — говорит Александр Кун. «Кроме того, прогресс в этой области исследований в конечном итоге поможет нам разработать биологически вдохновленные интерактивные материалы».