【物理學家工作出為什麼濕的皮膚上的皺紋】

明道

【物理學家工作出為什麼濕的皮膚上的皺紋】

 

大、 小： corneocyte 單元擴展濕的時候

如果你曾經坐在浴缸裡，想知道為什麼你的手指去皺濕的時候，這是因為你的皮膚的死外層由組成的矩陣狀結構叫做角質細胞。

他們讓皮膚吸收水分容易濕的時候，卻很快變得更不透水分條件時幹。

在德國的物理學家現在有參照 corneocyte 和進行計算，看看如何，它的體積變化作為它佔用了水。

除了提供重要的資訊，關於如何我們的皮膚反應對周圍的環境，新的工作可以説明研究人員開發出新的材料，如面料、模仿的皮膚屬性。

外層的一種哺乳動物的皮膚 — —角質層— — 被稱為是人體的第一道防線對環境中的毒素和也有助於控制我們的身體的水分含量。當環境條件下乾燥，角質層形成一個障礙蒸發，防止皮膚乾燥。

在潮濕的條件下，相反的它滋潤皮膚吸收水。

角質層大部分是由角蛋白 — — 纖維蛋白質，在皮膚、頭髮、指甲和爪子 — — 被安排，形成角質細胞。

有彈性的細絲

在以前的研究，在埃爾蘭根和 Stephen Hyde 在澳洲國立大學的弗裡德里希-亞歷山大大學澳大利亞國立大學埃文斯表明角質細胞的結構基於由縱橫交錯的長絲的角蛋白和測量約 45 立方單元 20nm。細絲不是通常直，但相反像螺旋彈簧。

角蛋白的彈性意味著直到花絲基本上搞通了單位細胞的體積可以增加五倍。

但像一樣拉伸彈簧，這種擴張需要能量來克服花絲的傾向合同。埃文斯和海德辯稱這個膨脹力開發當花絲吸收水分，變得更大。

在這最新的研究中，埃文斯已聯手羅蘭 · 羅斯的圖賓根大學研究膨脹過程的熱力學。

在他們的計算，這兩位研究者量化 corneocyte 釋放由於燈絲吸收水的能量的擴大趨勢。

埃文斯和羅斯添加到另一個術語，它表達了參與擴大單元細胞的機械能量這"溶劑化自由能源"。

其結果是"每個單元細胞的盛大潛力"這反映了想要擴大吸收水，和這種擴展被隱瞞了的長絲的春天般形狀的恢復力的燈絲之間的妥協。

羅斯 · 埃文斯計算和自由能為單位的儲存格範圍的大小，繪製自由能源作為函數的一個週期單元的長度和曲率半徑的螺旋絲。

這"3D 能源景觀"揭示了一個獨特的谷的結構，包含的區域的低自由能在那裡它是熱力學上有利為單位的儲存格存在。

山谷的另一端的單元儲存格的長度是相對較小和曲率半徑的是相對較大 — — 相應緊湊和乾燥單元的儲存格。

山谷的另一端的單元儲存格的長度是大和小 — — 濕和腫單元儲存格對應的曲率半徑。

光滑和可逆轉換

埃文斯和羅斯，這山谷是角質細胞，使其幹、 濕的配置之間的光滑和可逆轉換途徑。

此外，角蛋白 （而不是水或空氣） 所占的體積變化從 11%到 38%從山谷的一端到另。

這與實驗測量所建議的 15 — — 35%範圍一致。

埃文斯說他的工作，可能會導致更好的理解一些影響角質層的皮膚疾病。

它也可以激發科學家和工程師們創造出新的仿生材料，在環境濕度回應中複製皮膚的膨脹和收縮的能力。

一種可能是從身體吸收水分的面料。

埃文斯是熱衷於研究角質細胞，因為它們是螺旋的可能會影響我們的皮膚是如何與光相互作用的光學性質。

光學的研究也可以指向新的材料，有結構的顏色。

這是看到蝴蝶的翅膀和羽毛，生物系統中的效應，它產生的光與材料中的微小結構進行交互時。

研究結果發表在物理評論快報.

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F03%2Fphysicists-figure-out-why-wet-skin-wrinkles