宾夕法尼亚州立大学萨姆·舒尔茨 在表面活性剂水溶液中，溴代辛烷油捕食者液滴追逐氟化油猎物液滴
学分:扎扎实验室/自然化学 油滴可以像捕食者一样行动，追逐其他像猎物一样逃跑的油滴
这种行为是由液滴产生的化学信号控制的，模仿了在生物体内看到的行为，但直到现在，还没有在合成系统中重现
这种可调的化学系统可能成为一种模型，有助于理解多体系统中的相互作用，如鱼群、细菌群落或昆虫群
宾夕法尼亚州立大学科学家领导的一个国际研究小组在2020年11月16日发表在《自然化学》杂志上的一篇论文中描述了这个系统
宾夕法尼亚州立大学化学助理教授、研究小组组长劳伦·扎尔说:“通过控制油滴的化学性质，我们可以创造一个系统，让油滴通过化学梯度积极活动并相互交流。”
“我们发现的令人兴奋的事情是，你可以设计一个展示‘非互惠’相互作用的液滴系统
一滴被另一滴吸引，而另一滴被排斥，类似于捕食者和猎物的行为
" 研究人员将两种不同油的微滴放入水和表面活性剂的溶液中，表面活性剂是肥皂中常见的降低液体表面张力的化合物
其中一种油更容易溶解在表面活性剂溶液中，导致这些液滴向其周围释放出化学梯度的油分子
油滴被溶解的油排斥
该论文的第一作者之一、宾夕法尼亚州立大学的研究生凯勒·梅雷迪斯说:“最初，油滴周围的油云基本上是对称的，油滴不会移动。”
“但我们发现，被捕食的油滴实际上可以吸收捕食者油滴释放的一些油，在油滴之间建立了一种油源-汇交换
当液滴足够接近时，它会在两个液滴之间产生不对称的化学梯度，并导致捕食者液滴向猎物移动，从而开始追逐
" 在表面活性剂水溶液中，追逐成对的溴辛烷和乙氧基九氟丁烷液滴形成更大的活性液滴簇，并具有额外的运动行为
学分:扎扎实验室/自然化学 由源和汇产生的石油化学梯度的不对称性导致捕食者和猎物液滴表面张力的差异
梯度导致捕食者液滴(源)向猎物液滴(汇)移动
同样，由于捕食者释放的化学梯度的影响，猎物被接近的捕食者击退
扎尔扎尔说:“一个令人惊讶的结果是，这两个油滴不需要在化学性质上有很大的不同就能引发这种行为。”
“我们研究了油和表面活性剂的各种化学成分，这使我们能够建立一套管理这些相互作用的规则
我们可以利用这些规则，通过控制油滴或表面活性剂的成分来调节相互作用的强度
" 研究小组还开发了一个模型，该模型基于对单个液滴对之间追逐速度的测量，能够精确模拟许多液滴的运动，并显示它们如何组织成以各种方式移动的更大的簇
梅雷迪思说:“在我看来，它们有时真的像活着一样。”
“当多个液滴聚集成簇时，它们可以开始旋转、走走停停、螺旋运动，甚至分裂成更小的簇
" 研究人员说，通过理解控制这些相互作用的规则类型，他们的系统最终可以用于多体系统的实验建模，从大量动物的行为到可能在早期生命进化中发挥作用的相互作用
扎尔扎尔说:“我们正在做的是真正基础的、根本性的研究，其动机是了解能够控制油滴等无生命物质活动的工作过程。”
“但是，这些想法可以在其他领域找到应用，比如自我组装、群体行为，甚至在思考地球上生命的起源时，简单化学成分的混合物必须以某种方式组织成非平衡结构
很明显，我们不是在观察相同的化学物质，但是我们可能能够建立参数或条件，例如，引起发生的类似类型的相互作用
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