在一个充满糖浆的泳池里面，对于人类来说，游泳自然是很困难的，但是，对于像大肠杆菌一样的细菌来说，其游动要比在水里容易得多。几十年前科学家们就知道，像这些细胞在粘弹性流体,如唾液、痰液,和其他体液的移动得更快更远，但是科学家们却不知道其中的奥秘。

工程和应用科学学院的研究人员和艺术与科学学院的研究人员一起寻找到了答案。他们的发现可能有助于疾病的模型和治疗，同时对微观游泳机器人的设计有所帮助。

这项研究是由宾科机械工程系和机械应用部门的Paulo Arratia副教授以及实验室成员Alison Patteson研究生完成的。同时博士后研究生 Arvind Gopinath，也是 Arratia实验室的一名成员以及Mark Goulian Edmund J.和宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物学Louise W. Kahn Endowed Term教授 也对这个研究作出了贡献。

该项研究已经发表于 《Nature Scientific Reports》。

在二十世纪七十年代，实验表明，在水中，大肠杆菌所表现出来的运动方式为熟知的“前进和翻转交替”的运动方式游动。细菌会在以一条直线的方式游泳,然后翻转,或者随机改变运动方向。这对于它们寻找食物来说是个好方法，但是如果它们置身于更粘稠的液体中，它们会采取怎样的策略去生存还不清楚。

Patteson说：“现在不同了，,我们可以更精确地描述这些液体的物质属性，所以我们可以以一种很系统的方式去将液体之间改变的属性与这些细胞在不同液体之间运动方式的改变联系起来，这样我们会从分子角度去明白某些行为是怎么发生的。”

目前研究人员已经能够追踪单个细菌,甚至单一的聚合物分子,这种聚合物分子以不同数量被添加到水中,会增加水的粘性和弹性。

Arratia 说：“在粘性液体，大肠杆菌的运动更具有弹道，就像一颗子弹，它们以直线方式游动，很少翻转，这就意味着它们会游得更远。”

当液体粘性增加,大肠杆菌游动的方式就变得更高效。在水中，细菌往往表现出游移不定，但是当它身边都是有弹力的聚合物时，它们就表现得更稳定。单个细菌的大小大概与单个聚合物分大小相当，细菌将它的鞭毛伸展出盘绕着聚合物，就像橡皮圈，然后聚合物分子向后的力量就能推动细菌游动得更快。

Arratia 说：“当我们在考虑这些细菌会游得多块的时候，我们必须把这些因素都考虑进去。”