فیزیکدانان از شبیه سازی رایانه ای برای مطالعه پیری در سیستم های شیشه زنده استفاده می کنند


نمایش ذره ای فعال که از طریق یک منظره انرژی به حالت های انرژی پایین می رود. اعتبار: دکتر ریتوپارنو ماندال ، دانشگاه گوتینگن

پیری فرایندی است که بیش از موجودات زنده تأثیر می گذارد. بسیاری از مواد ، مانند پلاستیک و عینک ، نیز منسوخ می شوند – یعنی. آنها با گذشت زمان به تدریج تغییر می کنند زیرا ذرات آنها سعی می کنند بسته بندی بهتری داشته باشند – و در حال حاضر مدل های رایانه ای برای توصیف این وجود دارد. مواد بیولوژیکی ، مانند بافت زنده ، می توانند رفتاری مشابه عینک را نشان دهند ، با این تفاوت که این ذرات سلول های واقعی یا باکتری هایی هستند که محرک خاص خود را دارند. محققان دانشگاه گوتینگن اکنون از شبیه سازی های رایانه ای برای بررسی رفتار پیری این سیستم های شیشه ای “زنده” استفاده کرده اند. جای تعجب بود که فعالیت ذرات در واقع می تواند پیری را تحریک کند ، که عواقب بالقوه ای برای تعدادی از کاربردها دارد. تحقیقات آنها در نامه های معاینه فیزیکی.

در موادی مانند شیشه و پلاستیک ، ذرات آنها با گذشت زمان (یعنی افزایش سن) بهتر جمع می شوند. اما اگر این فرایند در اثر تغییر شکل مکانیکی مختل شود ، به عنوان مثال اگر یک ماده جامد خم شود ، مواد به حالت قبلی خود برمی گردند و بنابراین “جوان می شوند”. برای مدل سازی آنچه در سیستم های بیولوژیکی اتفاق می افتد ، فیزیکدانان دانشگاه گوتینگن شبیه سازی های رایانه ای گسترده ای از یک مدل لیوان تشکیل شده از ذرات فعال (شیشه زنده) را ایجاد کرده اند.

درست همانطور که در یک سیستم بیولوژیکی واقعی ، هر ذره در شبیه سازی نیروی محرکه خود را دارد. این به عنوان یک تغییر جهت تصادفی در طول زمان مدل سازی می شود. محققان سپس مقیاس زمانی این تغییرات را در جهت تغییر دادند. وقتی این مقیاس زمانی کوتاه است ، ذرات به طور تصادفی حرکت می کنند ، گویی در دمای بالاتر ، و این شناخته شده است که منجر به پیری می شود. اما هنگامی که تغییر جهت کند است ، ذرات سعی می کنند در همان جهت حرکت کنند و این باید به عنوان تغییر شکل محلی عمل کند ، بنابراین پیری را متوقف می کند. با این حال ، شبیه سازی ها در اینجا چیز جالب و غیرمنتظره ای را نشان داده اند: وقتی فعالیت ذرات بسیار ثابت باشد ، در واقع منجر به پیری در سیستم های شیشه زنده می شود.

دکتر ریتوپارنو ماندال از انستیتوی فیزیک نظری در دانشگاه گوتینگن گفت: “ما واقعاً متعجب شدیم که دیدیم پیشرانه فعال مداوم می تواند باعث پیری شود. ما انتظار داشتیم که این ماده به عنوان یک تغییر شکل کوچک در ماده ای که باعث جوان سازی آن می شود ، عمل کند.” . وی ادامه می دهد: “اما در واقع تغییر شکل محلی آن چنان کند است که ذرات می توانند با جریان به طور م efficientثر حرکت کرده و از حرکت خود برای یافتن دستگاه های با انرژی کم استفاده کنند.

نویسنده ارشد ، پروفسور پیتر سولیچ ، همچنین از دانشگاه گوتینگن ، اضافه کرد: “این مطالعه ویژگی های مهم رفتار شیشه در مواد فعال را که رفتار مشابهی در شیشه معمولی ندارند برجسته می کند. این می تواند برای بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی شیشه مانند تأثیراتی داشته باشد. اثرات شناسایی شده است ، از جمله رفتار سلول در بهبود زخم ، رشد بافت و متاستاز سرطان. ”


ماهیت مایعات تشکیل دهنده شیشه روشن شده است


اطلاعات بیشتر:
Rituparno Mandal و همکاران ، چندین نوع پیری در عینک فعال ، نامه های معاینه فیزیکی (2020) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.218001

تهیه شده توسط دانشگاه گوتینگن

نقل قول: فیزیکدانان از شبیه سازی رایانه ای برای مطالعه پیری در سیستم های شیشه زنده (2020 ، 18 نوامبر) استفاده می کنند ، بازیابی شده در 18 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-physicists-simulation-aging- شیشه ای. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*