中大發現新物理機制　可驅使生命系統自發形成有序空間圖案

科學界一直以複雜的化學訊號來解釋生命系統中有序空間結構的形成。中文大學物理系生命物質物理實驗室發現一種簡單的物理機制可驅使生命系統自發形成有序空間圖案，研究團隊稱此機制為「自增強流動性」，團隊解釋活性物質指局部地利用能量產生運動的物質系統，包括從單細胞到動物的所有生命體、由分子馬達驅動的生物分子，以及人工合成的自驅動物質等，是活性物質研究是近年發展迅速的跨學科領域，原理可以應用於再生醫學、仿生材料和自驅動納米機械人等領域。

中大物理系團隊首次在實驗中觀測到，由活細菌組成的生物流體能自發地從湍流中演化出穩定有序的大規模渦旋陣列。每個渦旋約為厘米大小，由約數萬個微米大小的活躍細胞組成，這些渦旋排列成具有明顯晶格特徵的六角點陣，而渦旋中的單個細胞以協調有序的方式旋轉。團隊利用單細胞跟蹤和數值模擬追蹤細胞活動，結果顯示這種現象源於單個細胞的移動速度隨着附近細胞集體運動的有序程度而增加。

領導實驗室的教授吳藝林指，研究發現了一種新的力學機制，來理解生命系統當中的大規模有序結構的產生。相比化學或基因調控，以物理機制解釋生物結構的形成較為簡單，有助理解細胞質的有序流動，以及動物胚胎發育過程中的大規模細胞運動；日後或可應用於再生醫學中的組織工程，或製造新的仿生設備或材料等。