Bakteri tabanlı aktif madde sistemlerinde büyük ölçekli düzenli yapıların oluşumu

Bakteri kolonilerinin büyümesi sırasında, kompleks etkileşimler bakterilerin yönelimlerini düzenler. Bu durum topolojik defektler ve mikro düzenli alanlar gibi büyük ölçekli düzenli yapıların oluşumunu sağlar. Bu yapılar bazı bakteri türlerine, kolonizasyon sırasında istilacı avantajlar sağlayabilir. Büyüyen kolonilerin aktif madde dinamikleri, bu düzenli yapıların ortaya çıkmasına neden olur. Bununla birlikte, ek biyomekanik etkiler de bu süreçte önemli bir rol oynamaktadır. Bu tezde, kalabalık bakteri kolonilerinin kapalı bir alanı işgali sırasında, içe doğru büyümeden dolayı, güçlü radyal bir yönelim oluşturduğunu gösteriyoruz. Bu süreç sırasında, büyüme geometrisi sanal bir sınırlama oluşturarak hız profilini belirler. Bu şekilde bir büyüme sırasında, çubuk şeklindeki bakteriler etrafındaki akış kaynaklı hizalama etkisi ve tork dengesi önemli ölçüde farklılaşır ve radyal yönde, kararlı bir oryantasyon dengesi oluşturur. Analizlerimiz, bu yönelimsel defektlerin dinamiklerinin bakteri uzunluğuna bağlı olduğunu ve bu sebepten dolayı, lokal besin kaynaklarının etrafında, uzun bakterilerin daha avantajlı olduğunu ortaya koydu. Mevcut sonuçlar, yapısal düzenin altında yatan yeni bir mekanizmaya işaret etmektedir ve ayrıca karmaşık yüzeylerde bakteri üremesinin dinamikleri hakkında yeni mekanik bilgiler vermektedir.