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      科學家們開發(fā)出溫和的 微觀的手來研究細小 柔軟的材料
      
			
      
				2019-12-24 10:37:11
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      用人的手來處理非常柔軟，細膩的物品而不損壞它們已經(jīng)足夠困難，更不用說用實驗室儀器在微觀規(guī)模上進行了處理。三項新的研究表明，科學家們是如何使用精確控制的流體流動(像溫和的微觀指針)來磨練處理細小，柔軟的顆粒的技術(shù)的。該技術(shù)使研究人員能夠測試這些軟顆粒以及由它們制成的物品的物理極限，范圍從生物組織到織物柔軟劑。
      

      科學家們開發(fā)出溫和的 微觀的手來研究細小 柔軟的材料
      

      由伊利諾伊大學的查爾斯·施羅德(Charles Schroeder)，雷·貝弗利·曼策(Ray and Beverly Mentzer)化學和生物分子工程學院的學者進行的三項研究詳細介紹了斯托克斯阱的技術(shù)和應用，該方法是一種僅利用流體流動來處理小顆粒的方法。研究人員說，在發(fā)表在《軟物質(zhì)》雜志上的最新研究中，研究小組使用斯托克斯陷阱來研究囊泡的動力學。囊泡是一種充滿粘性的，充滿液體的顆粒，是被剝離的細胞形式，與生物系統(tǒng)直接相關(guān)。這是對《Physical Review Fluids》和《Physical Review Applied》雜志上兩項最新研究的補充，該研究擴大了捕集方法的功能。
      

      化學和生物分子工程專業(yè)的研究生，Dinesh Kumar說：“還有其他一些用于處理小顆粒的技術(shù)，例如廣泛使用的，獲得諾貝爾獎的光學陷阱方法，該方法使用經(jīng)過仔細對準的激光來捕獲顆粒。”其中兩項研究。“斯托克斯阱比其他方法具有多個優(yōu)勢，包括易于擴展以研究多個粒子以及控制不同形狀的粒子(例如棒或球)的方向和軌跡的能力。”
      

      借助改進的Stokes捕集阱技術(shù)，研究小組著手了解脂質(zhì)囊泡遠離正常平衡狀態(tài)時的動態(tài)。
      

      施羅德說：“我們想了解當這些顆粒以強力流動被吸附時會發(fā)生什么。” “在現(xiàn)實世界的應用中，這些材料在彼此相互作用時會被拉伸;它們會被加工，注入并不斷承受導致變形的應力。變形時的行為方式對它們的使用，長期穩(wěn)定性和穩(wěn)定性都有重要影響?？杉庸ば?。”
      

      庫馬爾說：“我們發(fā)現(xiàn)，當囊泡在強烈流動中變形時，它們會拉伸成三種不同的形狀之一-對稱啞鈴，不對稱啞鈴或橢圓形。” “我們觀察到這些形狀轉(zhuǎn)變與囊泡內(nèi)部和外部之間的流體粘度差異無關(guān)。這表明斯托克斯阱是一種有效的方法，可以測量溶液中軟質(zhì)材料的拉伸動力學，并且遠非達到平衡。”
      

      利用他們的新數(shù)據(jù)，研究團隊能夠生成一個相圖，研究人員可以使用該相圖來確定某些類型的流體流將如何影響變形，以及從不同流向拉動時最終影響軟顆粒的物理特性。
      

      庫馬爾說：“例如，由囊泡懸浮液組成的織物柔軟劑之類的產(chǎn)品不能正常工作。” “使用斯托克斯阱，我們可以找出哪種類型的粒子相互作用導致囊泡聚集，然后設計性能更好的材料。”
      

      研究人員說，該技術(shù)目前受到斯托克斯陷阱可以捕獲和處理的顆粒大小的限制。他們正在使用通常直徑大于100納米的顆粒，但是為了使這項技術(shù)更直接地應用于生物系統(tǒng)，他們將需要能夠捕獲直徑10至20納米甚至更低的顆粒。單一蛋白質(zhì)。
      

      該小組目前正在努力捕獲較小的顆粒，并與斯坦福大學的同事合作，應用Stokes阱來研究膜蛋白。
      
			

			
        
      
			
      
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