В новой статье в Nature Materials профессор Университета Брандейса Звономир Догич и его лаборатория исследовали трение на микроскопическом уровне. Они обнаружили, что сила, вызывающая трение, намного сильнее, чем считалось ранее.
Это открытие — важный шаг к пониманию физики клеточного и молекулярного мира и разработке следующего поколения микроскопических и нанотехнологий.Исследование проводилось в рамках Центра материаловедения и инженерии Университета Брандейса.Догич и его команда сосредоточились на силах трения актиновых нитей, важнейших клеточных строительных блоков, ответственных за многие биологические функции, включая сокращение мышц, движение клеток и деление клеток. Все эти процессы требуют, чтобы волокна двигались и скользили друг относительно друга, создавая трение.
Ученые предположили, что силы трения этих движений были минимальными, действуя больше как более слабое гидродинамическое трение — например, протаскивание объекта через воду — чем более сильное трение твердого тела — толкающее объект по столу.Но Догич и его команда наблюдали обратное. Они разработали новую технику для измерения трения, и когда они протащили две актиновые нити друг к другу, они обнаружили силы трения, которые почти в 1000 раз больше, чем ожидалось, — ближе к твердому трению, чем к гидродинамическому трению.
Частично это связано с межфиламентным взаимодействием. Представьте себе нити в виде двух ниток из бисера, расположенных одна на другой и натянутых в противоположных направлениях.
Когда струны движутся, бусинки должны подниматься и пересекать свои аналоги на противоположной струне, создавая еще большее трение. Наблюдая за этим межфиламентным взаимодействием, Догич и его команда смогли измерить силы трения и настроить их, изменив силы, чтобы включить большее или меньшее трение.
«До этого исследования у нас не было хорошего способа контролировать или понимать трение», — говорит Догич. «Нам еще многое предстоит понять, но теперь одна из наших старейших наук становится менее непрозрачной».