细菌可以积极地转向营养源 - 这种现象称为趋化性 - 它们可以在称为蜂群的过程中集体移动。中国科学家通过使用化学和生物化学修饰的金纳米粒子制造人造模型纳米模拟器，重新设计了集体趋化性。该研究结论发表在Angewandte Chemie期刊上，该模型可以帮助了解细菌群中趋化运动的动态变化。

是什么导致蜂拥而至，以及这种集体行为是否可以转化为人工智能系统，目前是一个集约科学研究的主题。众所周知，在密集包中游泳的细菌感觉周围的液体不同于唯一的游泳者。但是游泳者在群体中加速到什么程度，以及其他因素起什么作用，目前还不清楚。中国哈尔滨工业大学的胶体化学家强和和他的同事现在已经构建了一个简单的细菌样纳米模拟人工模型。他们观察到活跃的趋化行为和游泳者形成一个明显移动的群体。

他和他的同事用微小的金球构建了他们的人造游泳运动员。尺寸比通常的细菌小40倍，金纳米颗粒低于显微镜的检测极限。然而，由于称为廷德尔效应的光散射现象，科学家们可以观察到含有游泳者的溶液的更大变化，即使用肉眼也是如此。使用其他分析技术，他们还可以更精细地分辨颗粒的速度，方向和浓度。

科学家喜欢使用金纳米粒子，因为微小的球体形成稳定的分散溶液，很容易用电子显微镜观察，分子可以相对容易地附着在它们上面。他和他的团队首先用金颗粒装载了大二氧化硅球的表面。然后他们将聚合物刷子附着在金球的暴露面上。这些刷子由聚合物链制成，长度高达80纳米，使金颗粒高度不对称。

研究人员溶解了二氧化硅载体，并在金球的暴露面上拴住了一种酶，这样得到的纳米颗粒一边用长而厚的聚合物刷子覆盖，另一面用酶覆盖。在氧气存在下，葡萄糖氧化酶将葡萄糖分解成称为葡糖酸的化合物。

为了确定纳米模拟器是否会在给定方向上主动游动，作者将它们放置在小通道的一端并在另一端放置永久葡萄糖源。与活细菌类似，模型游泳者沿着葡萄糖梯度主动地朝向葡萄糖源行进。仅凭这一事实并不令人惊讶，因为从实验和理论中已知酶促驱动的自行推进游泳运动员。但作者也可以发现蜂拥而至的行为。不对称纳米粒子凝聚成一个单独的相，沿着营养梯度共同移动。

作者认为，纳米氖可以进一步发展为有价值且易于获取的物理模型，以研究纳米尺度上生物或非生物的趋化和群集行为。