脂质单分子层中激波耗散与爆轰

脂质界面不仅在细胞结构中分隔不同的反应中心，还将其连接起来。这些界面具有明确的比热和压缩率，因此能量可沿其传播，类似于声波。在 Langmuir 槽气-液界面上制备的脂质单分子层是研究此类传播的极佳模型系统。本文提出，近期在脂质单分子层中观测到的二维激波也为该类界面上激波的爆轰提供了证据，即界面中储存的化学能可被传播激波波前吸收并在过程中得到增强。为此，我们将激波与爆轰的经典理论应用于脂质界面及其热力学态。基于这些认识，我们断言所观测到的脂质单分子层中自持波代表了一种利用脂质相变潜热的类爆轰现象。然而，这些方程的普遍性允许其他可能的化学能来源以类似方式贡献于传播激波。进而，我们将该理解应用于被认为代表类似现象的神经脉冲传播，以定性理解动作电位振幅与阈值的压力和温度依赖性。虽然我们主要讨论稳定爆轰的情形，但也简要讨论了界面上爆轰的起爆问题及相应热交换，这也暗示了雷鸣类现象在脉冲起爆中的作用。