Одређена врста капљица уља мења облик када се охлади и скупи: од сферних преко икосаедарских до равних хексагоналних. Две супротстављене теорије нису могле у потпуности да објасне ово, али сада, Писмо о физичком прегледу које су написали Ирет Гарциа-Агуилар и Луца Гиоми, решава мистерију.
Било је то случајно откриће. Бугарски истраживачи на Универзитету у Софији проучавали су мале уљне капљице алкана у води, стабилизоване молекулима сурфактаната сличних сапуну. „Оне су сличне капљицама емулзије у мајонезу“, каже Луца Гиоми, „а поред тога, затворене су у замрзнути монослој молекула алкана и сурфактаната.
Када су се Бугари играли са њима, схватили су да се дешава нешто посебно. Када је температура снижена, капљице су се помериле из обичних сферних облика у чудне икосаедарске облике налик кристалима. На још нижим температурама, претварале су се у четворостране ромбове или шестоуглове, са растућим пипцима на угловима.
Отприлике у исто време, друга група на Универзитету Бар-Илан у Израелу, коју је предводио Ели Слоутскин, коаутор овог писма, направила је слична запажања и даље схватила да су мале капљице склоније промени свог облика у поређењу са великим капљицама.
Егзотичан
„Ово је инспиративно, веома је егзотично и нешто што не бисте очекивали“, каже Гиоми. Обично су велики еластични листови флексибилнији и склонији савијању од малих листова. „То се може проверити држећи лист папира на једној страни: лист А4 ће се одмах савити под сопственом тежином, али мањи лист, као што је поштански печат, остаће раван. Што је лист већи, то је већи обртни момент који доживљава, лакше се савија."
Сама група на Софијском универзитету је развила теорију по којој посебан танак слој испод слоја површински активних материја узрокује ивице, „али касније, детаљни микроскопски снимци Слоутскинове лабораторије, нису видели такав слој“, каже Гиоми.
Да би објаснили трансформације облика, као и аномалну зависност од величине, физичари из Лајдена морали су да укључе у свој модел четири различита састојка: површински напон, гравитацију, дефекте и спонтану кривину. Ово последње је ефекат облика молекула који формирају чврсти слој. Када су дугачки молекули наслагани као шибице у кутији, интерфејс је раван, али када је један од крајева молекула дебљи од другог, резултујућа мембрана може имати жељену закривљеност.
Чудни пипци
Док дефекти и гравитација имају тенденцију да савијају капљице, површински напон има тенденцију да поврати сферни облик. Али, у присуству спонтане закривљености, овај ефекат постаје слабији како капљице постају мање, чинећи тако мале капљице склоне фасетирању. Ово објашњава мистериозно понашање, пишу истраживачи у раду у Пхисицал Ревиев Леттерс.
Међутим, једна ствар остаје да се објасни: чудни пипци који се развијају на најнижим температурама. „Али ми имамо идеје“, каже Гиоми.
Ова врста истраживања је темељна и вођена радозналошћу, додаје он. Међутим, понашање живих ћелија је увек инспирација. "Биолошке ћелије имају изузетан капацитет да мењају своје облике у различитим околностима."
Једна од Гиомијевих истраживачких тема је како ћелије рака успевају да одвоје свој главни тумор и мигрирају унутар тела да формирају смртоносне метастазе. Гиоми: „Ћелије рака морају да се подвргну драматичним променама облика да би то учиниле. Разумевање како једноставни објекти величине микрона могу аутономно прилагодити свој облик може бити критично за дешифровање ових процеса.
Референца: „Фацетинг и спљоштење капљица емулзије: Механички модел“ од Иретх Гарциа-Агуилар, Пиермарцо Фонда, Ели Слоутскин и Луца Гиоми, 21. јануар 2021. Пхисицал Ревиев Леттерс.
ДОИ: 10.1103 / ПхисРевЛетт.126.038001
