Alteration of self-assembled patterns by microorganisms in evaporating droplets

Kendi kendini organize etme bilimi, parçaları dağınık olan sistemlerin dışardan bir talimat olmadan, kendiliğinden düzenli bir desen ya da yapı oluşturduğu birçok işlemi kapsar [1]. Bu fenomenin örneklerine doğada neredeyse her düzeyde rastlanabilir [2]. Son yıllarda, sadece fizikte değil kimya, biyoloji ve malzeme biliminde birçok uygulamada yenilikler sunduğu için öztoplanma (self-assembly) araştırmacıların gözbebeği haline geldi [3]. Muhtelif yöntemler arasında, buharlaşan damlaları kullanmak ise sağladığı kolaylık ve sadelik sayesinde biraz daha öne çıkmakta. Bu faydaların yanısıra, buharlaşan damlaları kullanmak eşit dağılımlı tortular, merkezi tümsekler, çokgenler, altıgenler [4] ve daha çok bilinen (kahve) halkaları gibi birçok deseni elde etme olanağı da sağlayarak popülaritesini arttırmakta [5]. Ama, bu desenlerin elde edildiği çoğu çalışma, asılı kaldıkları akışkanın molekülleri ile çarpışmalarından dolayı gelişigüzel hareket eden Brown parçacıkları ile yapılmakta iken söz konusu aktif parçacıklar olduğunda çok az şey bilinmekte. Aktif parçacıkların kendi kendilerine hareket edebilme doğaları sayesinde çevrelerini Brown parçacıklarından daha farklı keşfetmeleri bu araştırma çizgisinde yeni kapılar açıyor. Aktif parçacıkların bulunduğu durumlarda neler olacağını anlamanın arayışında, buharlaşan damlalarda en çok çalışılanlardan olan Esherichia Coli (E. coli) bakterilerinin bulunduğu durumlarda kendiliğinden oluşan desenleri dijital video mikroskopi ile inceleyip araştırıyoruz. E. coli bakterilerinin kendiliğinden oluşan desenleri değiştirdiğini gösteriyoruz. Aktif ve hareketli bakterilerle elde edilen karakteristik dallantılı kristallerden ve aktivitesi kısıtlanan hareketsiz bakterilerden elde edilen düzgün kristallerden yola çıkarak, bu mikroorganizmaların aktivitelerinin tuzun kristalleşmesini etkilediğini gösteriyoruz. Elde ettiğimiz sonuçlar, diğer metodlara kıyasla, tuzun bakterilerin aktivitelerini gösteren bir biyoişaret olarak kullanılabileceği daha kolay, hızlı ve ucuz bir yöntem öneriyor.