半柔性聚合物网络的尺度依赖非仿射弹性

真核细胞的细胞骨架提供机械支撑并调控细胞内运输。这些功能依赖于半柔性蛋白丝网络的复杂力学性质。最近的理论研究关注此类网络的介观性质，特别是局部非仿射弯曲变形对力学的影响。在此，我们通过高带宽微流变学研究了局部网络变形对纠缠半柔性肌动蛋白丝网络中探针粒子尺度依赖迁移率的影响。我们发现，这些网络中的微米级粒子经历了两种相反的非连续弹性效应：熵耗尽降低了有效网络刚度，而网络的局部非仿射变形则在低频下显著增强了刚度。我们表明，嵌入粘弹性背景中的丝状物横向弯曲的简单模型导出了表观弹性模量 $G'(\omega) \sim \omega^{9/16}$ 的标度区域，与实验结果高度吻合。这些结果提供了定量证据，说明半柔性聚合物网络对小物体而言感觉有何不同，并证明了非仿射弯曲变形如何主导细胞中囊泡和细胞器的迁移率。