扁平细胞可以合成材料造型设计

生活是灵活的。

所有活细胞基本上都是粘糊糊的装满水的气球,蛋白质和DNA,油膜包围。这些膜站起来大量的拉伸和弯曲,但直到最近科学家们才开始完全欣赏有用的组织和功能,结果从所有压力。

灵感来自于这个新兴的理解,多学科组内工作材料科学与工程研究中心(MRSEC)威斯康星大学麦迪开云体育app苹果下载安装逊开云体育世界杯微信群分校正试图重建方面的广泛的合成系统的设计原则组成的简单的膜和复杂的液体。

研究者的研究结果发表在《华尔街日报》5月2日美国国家科学院院刊》上之前从未见过显示,参数可以像生物膜形状软材料。

“我们正在试图做的是设计原则在细菌合成系统,看看我们能不能翻译一下,”说尼古拉斯·阿伯特MRSEC主任约翰·t·和从良的妓女l . Sobota Hilldale化学和生物工程教授。“这是一个模型,试图重建的一些属性的细菌来理解,在一个简单的系统中,发生了什么。”

论文的主要观点之一是在复杂流体和膜应变可以共享以无法预料的方式来控制软材料的形状和性质。

科学家先前猜测膜应变发挥作用的生物控制不同区域的组成细胞的表面。例如,论文的合著者道格拉斯韦贝尔威斯康辛大学麦迪逊分校生物化学教授,研究弹性膜的能量可能细胞组件转开云体育appios下载移到细菌细胞的弯曲的结束。

为模型,研究人员让小合成壳,称为囊泡,由材料类似于活细胞的细胞膜。微型球体近似生物膜,没有任何生命的复杂的内部机械或外部装饰混淆的结果。

挤压,应力和应变膜球体,研究者们暂停了囊泡在一个复杂的流体称为液晶。

液晶,如广泛用于电子表显示,可以存在于不同的国家。像大多数液体一样,他们的组件在各个方向自由移动。然而,在特定的温度下或电磁条件的分子组成液晶采用类似的方向,导致所谓的向列相,它们都指向同一个方向。

以前的研究证实物体漂浮在液晶可以影响向列相的分子排列。但液晶不只是被动地适应中断。这些复杂的流体刚性对象。

没人知道会发生什么,但是,如果又软又粘的东西像合成泡上了。

研究人员观察到,打开造成扭曲向列相的浮动球体。但并不是每个泡反应以同样的方式。而更大的领域还是轮总体而言,较小的领域成为高度捏和夷为平地,挤压成细长的形状类似于美国的足球。

解开的充满活力的机制在起作用,研究小组招募了威斯康辛大学麦迪逊分校数学教授的专业知识开云体育appios下载里奥Spagnolie。利用一种全新的数值技术,Spagnolie计算的力量,可以负责他们观察到的不同的变形模式。

负责这些形状的物理让每个人都感到意外。

“通常当人们考虑膜,主要力量他们认为与弹性相关联,“Spagnolie说。”,但事实证明,抗弯刚度绝对与我们看到的形状,在这工作。”

相反,一个液晶的表面张力和弹性之间的竞争推动了失真的囊泡,完全独立的刚度或细胞膜的灵活性。

“进入问题,没有明显的理由认为表面张力将一块相关的难题,“Spagnolie说。

向前发展,研究人员希望能进一步明确系统中表面张力的来源。他们还打算调查类似的力量能否模具混合制成的膜组件的当地成分类似于活细胞的表面。

支持从美国国家科学基金会资助的MRSEC,汇集了来自多个学科的学者在材料科学解决复杂问题,使研究成为可能。

彼得·s . Mushenheim Abbott前研究生的实验室,是该论文的第一作者。