نقش اصطکاک در حرکت موتورهاي مولکولي
نقش اصطکاک در حرکت موتورهاي مولکولي
موقعي که شما ميخواهيد از نقطهA به نقطه B حرکت کنيد، اصطکاک هم به شما کمک ميکند و هم براي شما مشکل ايجاد ميکند. براي مثال، اصطکاک بين جاده و تايرهاي يک ماشين باعث حرکت آن به جلو ميشود، در صورتي که اصطکاک محوري راندمان سوخت ماشين را کاهش ميدهد. اکنون، زيستفيزيکدانان در آلمان کشف کردهاند که اصطکاک نيز نقش مهمي در چگونگي حرکت موتورهاي مولکولي داخل سلولهاي زنده بازي ميکند.
شمايي از سيستم اندازهگيري اصطکاک.
اين محققان مولکولهاي کينِسين(Kinesi N را مورد مطالعه قرار دادهاند. اين مولکولها شامل خانوادهي بزرگي از موتورهاي مولکولي هستند که محمولههايي از قبيل مولکولهاي زيستي را در طول رشتههاي ميکرولولهاي منتقل ميکنند.
اين دانشمندان براي شناسايي نيروهايي که اين نانوموتورها را در مسير حرکت نگه ميدارند، کينسين را به يک دانهي ريز به قطر يک ميکرومتر متصل کردند. آنها سپس با فشار نوري روي اين دانه که آن را در مکاني در انبرکهاي نوري نگه ميداشت؛ اين دانه را روي نقطه کانوني يک پرتوي ليزر قرار دادند. در مرحله بعد يک ميکرولولهي نصبشده روي يک پايهي انتقالي، مجاور اين دانه قرار داده شد و اين دانه با سرعت حدود يک ميکرومتر بر ثانيه در طول مسير کشيده شد. اين سرعت تقريباً معادل سرعت طبيعي اين موتورهاي مولکولي است.
اين محققان سپس با اندازهگيري انحراف اين ميکرولوله از مرکز انبرکهاي نوري، نيروي اصطکاک روي آن را تعيين کردند. در سرعتهاي زير يک ميکرومتر بر ثانيه، اصطکاک متناسب با سرعت نسبي کينسين و ميکرولوله بود. اين مولکولها در طول اين ميکرولولهها با دبي که بوسيله معادله نفوذ اينشتين قابل محاسبه است، نفوذ ميکنند. معادله اينشتين برا ي محاسبه اصطکاک نيز استفاده ميشود.
طبق گفته اين محققان، اين مطالعهها ميتوانند دانشمندان را در درک بهتر حرکت در مقياسهاي خيلي بزرگتر نيز کمک کنند.
نتايج اين تحقيق در مجلهي Science منتشر شدهاست.
|
Sep-25-2009, 23:53
حالت خطی
