膜张力支配颗粒包装-解包装转换与停顿
生物物理
2026-04-16 v1 数学物理
math.MP
摘要
膜包装是纳米颗粒摄取过程中的膜内化所涵盖的现象，而相反的膜解包装则伴随颗粒排出和膜融合事件。现有理论描述通常聚焦于颗粒-膜接触区域的黏附能和弯曲能，常忽略接触区外膜的变形能。仅当膜张力趋于零时，此近似才成立，此时非接触膜假设呈类桶形配置，弯曲能可忽略不计。然而，在有限张力下，非接触膜的变形成为主要能量贡献。本文表明，这种张力依赖的非接触能量支配颗粒包装的进程。通过分析总膜能随包装程度的变化，我们发现颗粒黏附、膜张力与颗粒尺寸之间的竞争决定了包装是继续进行、停滞，还是反转为自发解包装。该框架揭示了停滞边界分离摄取和排出的两个区域。为高效捕捉非接触变形，我们推导了紧凑的解析近似，准确复现完整数值解。得到的能量图谱提供了颗粒包装与解包装的统一物理描述，对内化、膜融合以及纳米颗粒设计具有深远意义。
引用
@article{arxiv.2604.13415,
title = {Membrane Tension Governs Particle Wrapping-Unwrapping Transitions and Stalling},
author = {Yasin Ranjbar and Yujun Teng and Haleh Alimohammadi and Huajian Gao and Mattia Bacca},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.13415},
year = {2026}
}