سجل الأن

تسجيل دخول

فقدت كلمة المرور

فقدت كلمة المرور الخاصة بك؟ الرجاء إدخال عنوان البريد الإلكتروني الخاص بك. ستتلقى رابطا وستنشئ كلمة مرور جديدة عبر البريد الإلكتروني.

أضف مقالة جديدة

‎يجب تسجيل الدخول لتستطيع أضافة مقالة .

تسجيل دخول

سجل الأن

مرحبا بكم في Scholarsark.com! سوف تسجيلك تمنح لك الوصول إلى استخدام المزيد من الميزات من هذا المنبر. يمكنك طرح الأسئلة, تقديم مساهمات أو تقديم إجابات, عرض لمحات من المستخدمين الآخرين، وغيرها الكثير. سجل الان!

فقاعات تنفجر تطلق البكتيريا من الماء إلى الهواء: دراسة تكشف طريقة جديدة للانتشار البكتيريا.

حيثما يوجد الماء, وهناك بد أن تكون فقاعات تطفو على السطح. من البرك واقفا, البحيرات, والجداول, لحمامات السباحة, أحواض المياه الساخنة, النوافير العامة, والمراحيض, فقاعات في كل مكان, في الداخل والخارج. أظهرت دراسة جديدة MIT كيف فقاعات ملوثة ببكتيريا يمكن أن تعمل القنابل الجرثومية كما صغيرة, انفجار وإطلاق الكائنات الحية الدقيقة, بما في ذلك مسببات الأمراض المحتملة, الخروج من الماء وفي الهواء.

في الدراسة, published today in the journal استعراض للحروف البدنية, وجد الباحثون أن البكتيريا يمكن أن تؤثر على طول العمر فقاعة ل: فقاعة المغطاة البكتيريا الطافية على سطح الماء يمكن أن تستمر أكثر من 10 مرات أطول من واحد غير ملوثة يمكن, استمرار لدقائق بدلا من الثواني. خلال هذه المده, الحد الأقصى ليخفف فقاعة الملوثة. أرق فقاعة, وارتفاع عدد قطرات أن تنطلق في الهواء عندما تنفجر الفقاعة لا محالة. A قطرة واحدة, ويقدر الباحثون, يمكن أن تحمل ما يصل الى الآلاف من الكائنات الحية الدقيقة, وكل فقاعة يمكن أن تنبعث من مئات من قطرات.

وقد وجد الباحثون أن البكتيريا MIT يمكن أن تؤثر على طول العمر فقاعة ل. الصورة مجاملة من الباحثين

“We discovered bacteria can manipulate interfaces in a manner that can enhance their own water-to-air dispersal,"تقول ليديا بورويبة, أستاذ مساعد في الهندسة المدنية والبيئية ومدير ديناميات الموائع مختبر الأمراض نقل.

شارك في تأليف بورويبة على ورقة هو طالب دراسات عليا ستيفان بولان.

شيء في الماء

قضى بورويبة السنوات القليلة الماضية توليد بدقة, التصوير, وتميز نظيفة, فقاعات غير ملوثة, بهدف إنشاء خط الأساس للسلوك فقاعة الطبيعي.

"كان لدينا أولا لفهم فيزياء فقاعات نظيفة قبل أن نتمكن من إضافة الكائنات الحية مثل البكتيريا لمعرفة ما لديهم تأثير على النظام,"يقول بورويبة.

كما يحدث, لاحظ الباحثون أولا تأثير البكتيريا إلى حد ما عن طريق الصدفة. كان الفريق في خضم الانتقال إلى مساحة المختبر الجديد, وفي خلط ورق اللعب, تركت كوب من الماء في العراء. عندما استخدمت الباحثة في تجارب لاحقة, كانت النتائج غير ما توقع فريق.

"فقاعات المنتجة من هذه المياه عاشت لفترة أطول وكان تطور رقيق غريبة مقارنة بما كان عليه من فقاعات الماء النظيفة النموذجية,"يقول بولان.

يشتبه بورويبة ان المياه الملوثة, والفريق قريبا أكدت فرضية لها. وقام الباحثون بتحليل الماء ووجدوا دليلا على البكتيريا التي هي بطبيعة الحال في الداخل الحالية.

تأثير عصير

لدراسة تأثير مباشر البكتيريا على الفقاعات, تعيين فريق يصل تجربة في الذي شغل في عمود بمحلول من الماء ومختلف أنواع البكتيريا, بما فيها E. القولونية. طور الباحثون نظاما لتوليد فقاعات مع مضخة الهواء, بالدور, داخل العمود, من أجل التحكم في حجم وحجم كل فقاعة. عندما ارتفعت فقاعة على السطح, واستخدم الفريق عالية السرعة التصوير إلى جانب مجموعة من التقنيات البصرية للقبض على سلوكها, على السطح، وكما انفجر.

ولاحظ الباحثون أن, once a bubble contaminated with E. القولونيةوصلت الى سطح الماء, سطحه الخاصة, أو غطاء, بدأت على الفور إلى رقيقة, معظمهم من العودة الى تجفيف المياه, مثل قذيفة ذوبان الشوكولاته. وكان هذا السلوك مماثلة لتلك التي من فقاعات غير ملوثة.

ولكن فقاعات ملوثة بقيت على السطح أكثر من 10 مرات أطول من فقاعات غير ملوثة. وبعد فترة حرجة من الوقت, فقاعات البكتيريا لادن بدأ رقيق أسرع بكثير. يشتبه بورويبة أنه قد لا تكون البكتيريا نفسها, ولكن ما تفرز, التي تحمل فقاعة في مكان لفترة أطول.

"البكتيريا على قيد الحياة, ومثل أي شيء على قيد الحياة, أنها تجعل النفايات, وهذه النفايات عادة هو الشيء الذي يمكن أن تتفاعل مع احتمال واجهة فقاعة,"يقول بورويبة. "لذلك انفصلنا الكائنات الحية من 'عصير'".

غسلها الباحثون البكتيريا بعيدا عن إفرازاتها, ثم كرر تجاربهم, استخدام افرازات البكتيريا ل. تماما كما بورويبة يشتبه, الفقاعات التي تحتوي على إفرازات وحده استمرت أطول بكثير من فقاعات نظيفة. الافرازات, خلص الفريق, يجب أن يكون عنصرا رئيسيا في توسيع مدى الحياة فقاعة ل. ولكن كيف?

مرة أخرى, كان بورويبة فرضية: الإفرازات البكتيرية يمكن أن تعمل للحد من التوتر السطحي فقاعة ل, مما يجعلها أكثر مرونة, أكثر مقاومة للاضطرابات, و في النهاية, من المرجح أن يعيش لفترة أطول على سطح الماء. هذا السلوك, لاحظت, وعلى غرار المركبات النشطة على السطح, أو السطحي, مثل مركبات في المنظفات التي تجعل من فقاعات الصابون.

لاختبار هذه الفكرة, وكرر الباحثون تجارب, وهذه المرة عن طريق مبادلة البكتيريا للتوتر السطحي الاصطناعية المشتركة, وجدت أنها تنتج أيضا فقاعات يدوم طويلا ايضا ان ضعفت بشكل كبير بعد فترة زمنية معينة. وأكدت هذه التجربة أن إفرازات البكتيريا بمثابة السطحي تمتد عمر فقاعات ملوثة.

ثم درس الباحثون تفسيرا لتغيير جذري في معدل فقاعة الملوثة للرقيق. في فقاعات نظيفة, كان رقيق من الغطاء في الغالب نتيجة للصرف الصحي, كما الماء في الحد الأقصى يستنزف معظمهم مرة أخرى في السوائل من خلاله فقاعة ارتفعت. هذه الفقاعات يعيشون على ترتيب ثواني, وسرعة صرفها تباطؤ مستمر أسفل كما يخفف فقاعة.

ولكن إذا استمرت فقاعة الماضي في وقت حرج, تبخر يبدأ يلعب دورا أكثر هيمنة من الصرف, حلق أساسا من جزيئات الماء من سقف فقاعة ل. وخلص الباحثون إلى أن, إذا فقاعة تحتوي على البكتيريا, البكتيريا وإفرازاتها, جعل فقاعة تستمر لفترة أطول على سطح الماء - طويلة بما فيه الكفاية أن تبخر يصبح أكثر أهمية من الصرف الصحي في thining غطاء فقاعة ل.

كما غطاء فقاعة ليحصل على أرق, قطرات فإنه سيتم رشها على عدة رشقات نارية عندما لا محالة تصبح أصغر, بسرعة, وأكثر عددا. ووجد الفريق أن واحدة فقاعة البكتيريا لادن يمكن أن تخلق 10 مرات أكثر قطرات, و هو 10 مرات أصغر وطرد 10 مرات أسرع مما يمكن أن يؤدي إلى فقاعة نظيفة. هذا لا يرقى إلى مئات من قطرات التي تقيس سوى بضع عشرات من ميكرون والتي تنبعث بسرعة ترتيب 10 متر في الثانية.

"الآلية [بورويبة] identified is also at work when foam bubbles burst at the surface of the ocean,"يقول أندريا بروسبيريتي, أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة هيوستن, الذي لم يشارك في البحث. “The size of these tiny film droplets determines how well they can be picked up and carried by the wind. This process has significant implications for climate and weather. The same basic process affects the health hazards of oil spills in the ocean: قطرات فيلم صغيرة تحمل مواد كيميائية خطرة من النفط, التي يمكن استنشاقها من قبل الناس والحيوانات في المناطق الساحلية. وبالتالي, هذه المتواضع, وقد الضخمة قطرات صغيرة العواقب في العديد من العمليات حاسمة في الحياة ".


مصدر: HTTP://news.mit.edu, جنيفر تشو

عن ماري

‎اضافة تعليق

ببراعة آمنة & المتمحور حول الطالب منصة التعلم 2021