p Modelos matemáticos do movimento das células em líquidos viscosos que mostram como esse movimento é afetado pela presença de um revestimento de surfactante têm aplicações no projeto de micro-nadadores artificiais para a administração de drogas direcionada, microcirurgia e outras aplicações. p Muitos tipos de células móveis, como as bactérias em nossos intestinos e espermatozóides no trato reprodutivo feminino, precisam se propelir através de espaços confinados cheios de líquido viscoso. Nos últimos anos, o movimento desses micro-nadadores foi imitado no projeto de máquinas autopropelidas em escala micro e nano para aplicações que incluem a administração de medicamentos direcionados. A otimização do design dessas máquinas requer uma análise detalhada, compreensão matemática de micro-nadadores nesses ambientes.

p Um grande, grupo internacional de físicos liderado por Abdallah Daddi-Moussa-Ider de Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, A Alemanha agora gerou modelos matemáticos de micro-nadadores em gotas viscosas limpas e cobertas de surfactante, mostrando que o surfactante altera significativamente o comportamento dos nadadores. Eles publicaram seu trabalho em EPJ E.

p A dinâmica dos micro-nadadores que se movem dentro de uma gota de líquido viscoso depende de muitas coisas, incluindo a forma e o tamanho da gota, o número de micro-nadadores e o número de Reynolds do líquido. Esta é uma medida de viscosidade; líquidos com baixo número de Reynolds são mais viscosos e fluem de maneira linear com pouca turbulência. O fluxo de tal líquido pode ser modelado resolvendo um conjunto de equações diferenciais parciais conhecidas como equações de Navier-Stokes. Nesse caso, o próprio micro-nadador foi considerado um dipolo de força confinado na queda e localizado em um ponto definido. A presença de uma camada de surfactante ao redor da gota contendo o micro-nadador foi modelada usando condições de contorno.

p Resolvendo essas equações em uma variedade de condições - gotas com ou sem camadas de surfactante, estacionário e em movimento livre, e com diferentes números e raios de Reynolds - deu a Daddi-Moussa-Ider e seus colegas de trabalho um conjunto de campos de fluxo sutilmente diferentes, a partir do qual a dinâmica do micro-nadador pode ser definida. Eles observam que esses modelos de dinâmica do nadador podem ser úteis no projeto de micro-máquinas para montagem de materiais, bio-sensoriamento e microcirurgia, bem como distribuição de drogas.