science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2018
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 1629
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2014-02-05 19:15:12, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | БИОФИЗИКА

Физика полимеров кожи

Если долгое время находиться в ванной, кожа становится морщинистой. Частично это объясняется тем, что она отлично впитывает воду. Ранее ученые уже высказывали предположение, что столь высокая адсорбционная способность может быть связана с уникальной упаковкой белковых нитей в клетках кожи. Но теперь в своей последней работе ученые из Германии разработали полную термодинамическую модель процесса гидратации и расширения кожи. Как оказалось, этот обратимый процесс основан на балансе между расширением нитей (вызванным избытком воды) и пружиноподобным сжатием, обнаруженном учеными. Созданная ими модель полностью согласуется с экспериментальными данными, а результаты работы исследователей в перспективе помогут лучше понять, как работают кожные заболевания. Кроме того, знание свойств кожи в перспективе даст возможность разработать прочные и гигроскопичные материалы.

Кожа имеет замечательную способность поглощать воду, существенно увеличиваясь в объеме, а затем высыхать, обращая процесс вспять, без каких-либо побочных эффектов. Это свойство выполняет несколько функций, одна из которых заключается в регулировании уровня гидратации внутри тела. Распухание и поглощение воды происходит во внешнем слое кожи, который состоит из мертвых клеток, называемых корнеоцитами (эти клетки уложен, как кирпичи).

Корнеоциты в свою очередь заполнены сетью жестких нитей, представляющих собой формы белка кератина. Еще в 2011 году ученые из Australian National University (Австралия) предложили геометрическую модель структуры этих нитей (так называемую сигма-стержневую упаковку). В этой модели каждая нить представляет собой длинную спираль. Проникая друг в друга, нити, направленные в четыре различные стороны в пространстве, формируют упорядоченную трехмерную решетку. При растяжении спиралей эта структура может увеличивать объем в пять раз, не теряя упаковку.

Теперь же коллеги ученых из University of Tübingen (Германия) сделали следующий шаг в попытках показать, как эта структура помогает клеткам кожи набухать и сокращаться.

Они разработали полную термодинамическую модель, которая описывает, как энергия системы изменяется, в зависимости от расстояния между элементами сети и размеров спирали.

Энергетические расчеты для данной упаковки показали, что

структура на самом деле склонна поглощать воду и расширяться. Однако существуют и другие процессы, которые, в конечном счете, обращают вспять расширение системы. Предшествовавшие измерения упругости нитей, формирующих структуру кожи, убедительно доказывают, что напряжение в растянутом состоянии как раз и обеспечивает противодействующую силу. Чем больше растянута нить – тем больше упругая энергия. Добавление этой энергии к полученной ранее модели позволило получить полное описание механизма расширения и сжатия кожи.

Для лучшего понимания полученных результатов научная группа использовала трехмерный график, где высота отражала энергию системы, а две горизонтальные координаты – расстояние между спиралями и радиус отдельной спирали в структуре (упомянутой выше упаковке).

С помощью численного моделирования они определили диапазон параметров решетки и спиралей, при которых энергия оказывалась вблизи минимума. Результаты убедительно доказывали, что геометрия нитей кератина имеет решающее значение с точки зрения отклика кожи на воду. Кстати, в рамках своего эксперимента ученые определили, что расширение кожи должно происходить на 11 – 38% (что вполне согласуется с измеренным ранее из эксперимента диапазоном 15 – 35%).

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters. Как считают коллеги ученых,

опубликованная работа дает ценную информацию о функциях кожи на промежуточных масштабах (между макро- и молекулярной структурой). Эта информация необходима для понимания процессов, разработки новых методов лечения дерматита и других кожных заболеваний, включая аномальную влажность кожи. Кроме того, исследователи считают, что на основе полученных данных можно создавать ткани или строительные материалы, которые основаны на способности кожи изменять свой объем под действием влаги.


nanonewsnet.ru



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Ученые создали первый светодиод с одной молекулой
Ученые научились контролировать электрон-фононные связи при помощи НЭМС
Создан новый спектральный метод исследования
Разработан первый в мире транзистор на фосфорене
Возможность визуализации электронной структуры отдельного атома с резрешением на уровне отдельных орбиталей электронов

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи!





Контакты Главная | Поиск


Администрация журнала не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. При полном или частичном использовании материалов ссылка на physics.com.ua обязательна.
Главный редактор - к.ф.-м.н., н.с. ДонФТИ им. А.А. Галкина НАН Украины, Рассолов С.Г.
Администратор и модератор сайта - Дегтярчук С.В.
Copyleft © Physics.com.ua 2004 - 2018
Хостинг - Брущенко А.
Development programilla.com