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高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2024-11-01 07:30

正文

微观颗粒的受限运动在物理和生物学中十分常见。在微米和纳米尺度下的实例包括血细胞在血管中的循环、抗体识别以及突触神经递质的受限扩散。这些情况通常伴随着粘性流体与带电和软性边界的耦合，并受到热波动和/或活性波动的影响。近期的确定性研究已表明，浸入物体的可变形性会产生新的流体动力接触力，但波动的影响——在微观尺度上至关重要——尚未被充分探索。

为理解这些非平凡的耦合，法国波尔多的阿基坦波与物质实验室（LOMA）的EMetBrown团队结合了尖端显微技术、非平衡系统的统计物理学和应用数学。最近，在一个欧洲ERC项目的支持下，研究人员观测到一种作用在柔软、波动和受限的微滴上的弹性流体动力升力，大小为若干皮牛。这种此前未知的力似乎具有普遍性，可能有助于解释/控制微观和纳米级对象的暂时迁移现象，而这些现象在生命的微观机制中无处不在。

图1系统示意图：（a）一微小油滴在粘性液体中扩散，位于刚性玻璃壁附近。图中突出显示了作用的表面力：静电斥力和引起油滴形变的弹性流体动力耦合。(b) 实验装置基于Mie全息术，能够精确重构油滴的运动轨迹，以便提取其迁移率和所涉及的力。

参考文献

N. Fares, M. Lavaud, Z. Zhang, A. Jha, Y. Amarouchene, and T. Salez, 2024. Observation of Brownian elastohydrodynamic forces acting on confined soft colloids. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(42), p.e2411956121.

来源：高分子科学前沿

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