Per anni, i ricercatori hanno cercato i principi di funzionamento dell'autoassemblaggio che possono costruire allo stesso modo una cellula (un organismo biologico complesso) e un cristallo (un materiale inorganico molto più semplice).

Ora, un team di scienziati in Turchia ha dimostrato i principi fondamentali di un processo di autoassemblaggio universale che agisce su una vasta gamma di materiali, a partire da pochi punti quantici grandi come un atomo fino a quasi 100 trilioni di cellule umane grandi come un atomo. Il loro metodo è evidenziato in Fisica della natura .

"Per avviare l'autoassemblaggio, o forzi il sistema a fornire un risultato specifico, o usi le sue dinamiche interne a tuo vantaggio per risultati universali. Abbiamo seguito il secondo approccio, " dice il dottor Serim Ilday della Bilkent University-UNAM, che guidano lo studio.

I ricercatori non solo hanno dimostrato l'autoassemblaggio di strutture semplici e complesse che sono più di quattro ordini di grandezza diverse per dimensioni e massa. Tutti si uniscono seguendo una funzione sigmoide, nota anche come curva a S. Curiosamente, hanno anche osservato che le singole deviazioni dalle curve a S seguono le statistiche della distribuzione Tracy-Widom, che si manifesta in diversi, sociale, economico, e sistemi fisici.

"Serim e io stavamo frequentando un seminario di matematica, dove abbiamo visto per la prima volta questa particolare distribuzione. Serim mi guardò e disse:'questo è tutto; dobbiamo cercarlo, "e l'abbiamo fatto." afferma il Dr. F. Ömer Ilday della Bilkent University-UNAM, Fisica, e Ingegneria Elettrica ed Elettronica, coautore del paper. Il seminario è stato tenuto dal Dr. Gökhan Yıldırım, della Bilkent University-Matematica, un altro coautore, chi dice, "Dopo il seminario, si sono avvicinati a me, l'idea era affascinante, e abbiamo iniziato a lavorarci immediatamente." Dr. Ghaith Makey, il primo autore del saggio, aggiunge, "Ciò che ci motiva oggi è prevedere e studiare nuovi esempi di sistemi nell'universalità di Tracy-Widom, e capire perché si manifesta in moltissimi sistemi diversi.".

Il team ha inoltre dimostrato come il loro metodo potrebbe essere utile per applicazioni pratiche. "Le possibilità sono infinite. Ad esempio, un'infezione sconosciuta viene rilevata nell'unità di terapia intensiva di un ospedale. Invece di aspettare ore o giorni per identificare l'agente patogeno colpevole, entro pochi minuti, puoi prendere un campione, aggiungere farmaci candidati, vedere se mettono fine all'infezione." dice il Dr. E. Doruk Engin dell'Ankara University-Biotechnology Institute. "Era incredibile vedere quanto facilmente gli organismi viventi potessero essere manipolati in pochi secondi, " afferma il dott. Özgür Şahin della Bilkent University-Biologia molecolare e genetica, e anche dell'Università della Carolina del Sud. Dr. Hilmi Volkan Demir della Bilkent University-UNAM, Fisica, e Ingegneria Elettrica ed Elettronica e anche di NTU Singapore, un coautore del documento, aggiunge "un tale controllo istantaneo sulla minuscola e veloce materia quantistica è per molti versi oltre le capacità della tecnologia attuale. Può avere un impatto reale sulla nanotecnologia".

I ricercatori sottolineano che questa non è affatto la fine della storia, che la ricerca sull'autoassemblaggio ha una strada lunga e difficile da percorrere per scoprire e mettere in pratica i principi di madre natura. Il dottor Serim Ilday aggiunge, "Possibili usi pratici a parte, il nostro metodo è un ottimo strumento per esplorare la fisica di come i sistemi guidati si evolvono lontano dall'equilibrio. Ciò include le epidemie; infatti, la nostra analisi preliminare dei dati COVID-19 suggerisce che le sue fluttuazioni potrebbero seguire le statistiche di Tracy-Widom proprio come il nostro sistema." aggiunge il dott. F. Ömer Ilday, "Più interessante, il nostro modello analitico si adatta ai dati COVID meglio della curva a S. Vedendo tutto questo, abbiamo deciso di indagare prontamente sulla fisica della pandemia".