可逆解链的力学
其他定量生物学
2015-05-13 v1 生物大分子
摘要
我们研究了在准静态端点加载下弹性层的可逆脱粘（解链）力学。在微观层面，系统通过一个弹性粒子链模拟，该粒子链通过可断裂弹簧与刚性基底相互作用。该系统可视为描述从聚合物胶带剥离、细胞滚动、壁虎纤维结构工作到DNA变性等一系列现象的典型模型。我们构建了离散模型的严格连续极限，该极限捕捉了稳定和亚稳态构型，并详细研究了弹性和内聚相互作用之间相互作用的参数。我们表明，该模型再现了实验观察到的从粘附前沿的渐进演化到粘附层宏观段突然完全脱粘的突变。随着微观参数的变化，宏观响应从准韧性变为准脆性，相应的粘附滞后尺寸减小。在微观尺度上，这对应于脱粘前沿（畴壁）从“局域化”到“弥散”结构的转变。我们得到了在内部长度尺度远小于系统尺寸的极限下临界脱粘阈值的显式表达式。所实现的微观机制的参数控制可用于设计新型仿生粘附装置和机器。
引用
@article{arxiv.0906.1477,
title = {Mechanics of Reversible Unzipping},
author = {F. Maddalena and D. Percivale and G. Puglisi and L. Truskinovsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:0906.1477},
year = {2015}
}