In de natuur groeien bacteriën vaak als biofilms, dit zijn complexe gemeenschappen van cellen die zich aan oppervlakken hechten. Biofilms worden aangetroffen in een grote verscheidenheid aan omgevingen, van het menselijk lichaam tot de oceaanbodem. Ze kunnen nuttig zijn, bijvoorbeeld door ons te helpen voedsel te verteren of vervuiling op te ruimen. Ze kunnen echter ook schadelijk zijn, bijvoorbeeld omdat ze infecties veroorzaken of leidingen verstoppen.

De vorming van biofilms is een complex proces dat wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder de beschikbaarheid van voedingsstoffen, de aanwezigheid van andere micro-organismen en de fysieke structuur van het oppervlak. Natuurkundigen van de Universiteit van Californië, Santa Barbara hebben nu een nieuwe factor geïdentificeerd die de groei van biofilms controleert:de geometrie van het oppervlak.

De onderzoekers gebruikten een combinatie van experimenten en computersimulaties om aan te tonen dat de vorm van het oppervlak de grootte en vorm van biofilms kan bepalen. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat biofilms gegroeid op vlakke oppervlakken groter en uniformer waren dan biofilms gekweekt op gebogen oppervlakken. Dit komt omdat de kromming van het oppervlak een gradiënt van voedingsstoffen creëert, waarbij onderin de biofilm meer voedingsstoffen beschikbaar zijn dan bovenaan. Deze gradiënt zorgt ervoor dat de biofilm bij voorkeur aan de onderkant groeit, wat leidt tot een kleinere en onregelmatigere biofilm.

De bevindingen van de onderzoekers hebben implicaties voor het begrip van hoe biofilms zich vormen en groeien in verschillende omgevingen. Deze informatie zou kunnen worden gebruikt om nieuwe strategieën te ontwikkelen om de groei van biofilms te beheersen, die toepassingen zouden kunnen hebben op verschillende gebieden, zoals de geneeskunde, de industrie en de milieuwetenschappen.

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.