高亏格膜泡形状(英文)

溶液中流体相磷脂膜泡的平衡形状是由其弯曲弹性能决定的。我们用Surface Evolver软件找到了一个具体的模拟稳定膜泡形状的方法,对亏格为2的膜泡进行了研究。我们提供了具体的计算结果。

开口膜泡形状的研究

本文报道了最近在开口膜泡研究方面的一些理论和实验进展,给出了开口膜泡的形状方程和边界条件及稳定开口膜泡的形状及其相图,并对该领域的研究存在的问题与研究趋势进行了分析。

球形拓扑下对budding和multi-budding生物膜泡形状的研究

流体相磷脂双分子层在水溶液中能自组织的形成球形拓扑的膜泡,膜泡的平衡形状是由其弯曲弹性能决定的。Budding是流体相磷脂双分子膜泡的一个显著的形状。从自发曲率(SC)模型的弯曲能量和双层(BC)模型的弯曲能量在参数替换情况下,我们看到自发曲率(SC)和双层(BC)模型具有相同的形状方程。本文从双层(BC)模型的相图出发,在双层(BC)模型下,通过建立一些与目标形状相近似的初始形状,在面积A,体积V和平均曲率的积分M的约束条件和使用约化量的情况下,经Surface Evolver软件的逐次细分并长时间演化,得到了一些budding和multi-budding型的生物膜泡形状。

高斯曲率弹性模量对哑铃形开口膜泡形状的影响

基于自发曲率模型,研究了高斯曲率弹性模量(kg)对哑铃形开口膜泡形状的影响.通过打靶法数值求解开口膜泡在确定边界条件下的欧拉拉格朗日方程,计算不同kg下膜泡的平衡形状.对两类特征形状研究了kg对膜泡平衡形状的影响.对于口径较大的形状,它可以看成是一个球形和另一个部分球形用细小脖子连接起来的形状,kg对这类膜泡形状的影响主要体现在中间连接处半径rc的变化上;而对于口径较小的接近闭合状的哑铃形膜泡,kg对这类膜泡的影响体现在其开口处形状的变化上.

用弛豫法探寻新的双开口膜泡

基于面积差弹性模型,用弛豫法探寻满足开口膜泡边界条件的欧拉-拉格朗日方程组的新解,得到了双开口的哑铃形分支解,并结合以前得到的单开口哑铃形及闭合哑铃形,对它们之间的相变进行了深入的研究.为了探究实验上是否可能发现这些形状,与以往实验上观察到的较小约化弛豫面积差的杯形、管形、烟囱形开口形状的能量进行了比较,发现这些新形状在较大的约化弛豫面积差值时,在某些线张力区间比以往发现的形状能量更低.另外为了对比,本文对于实验上已知的杯形、管形、烟囱形及球形之间的相变行进行了探讨,并对两者之间的不同特点进行了对比.

曲率模量不同的两组分膜泡形状方程的数值解

采用变分法讨论了旋转对称情况下曲率模量不相同的两组分膜泡的欧拉-拉格朗日形状方程及其边界条件。通过双向"打靶法"数值求解了两组分膜泡在确定边界条件下的形状方程,计算了不同平均曲率模量比εκ和线张力系数λ下的平衡形状。阐述了不同εκ和λ下平均曲率模量不相同的两组分膜泡的形状变化,导致这种变化的原因是膜泡两组分的曲率能和线张力能相互竞争的结果。计算结果说明数值计算方法合理可行,此数值解可进一步研究与实验相关的两组分膜泡问题。

用C语言编程研究生物膜泡形状

在生物膜泡弹性理论自由能公式和根据变分方法得到的微分方程组的基础上,依据"打靶法"解微分方程边值问题的方法,用C语言编写相关的程序,研究旋转对称性生物膜泡,处理程序调试过程中遇到的奇点、误差控制等问题,得到了常见的oblate、prolate等膜泡形状和满足周期性的unduloid、pearling膜泡.

单开口膜泡形状转变的研究

基于双层耦合模型,先通过求解无黏附能情况下满足给定边界条件的欧拉-拉格朗日方程组,找到了约化面积差?a稍大于1的内凹开口形状解,并发现以往Umeda和Suezaki(2005 Phys.Rev.E 71 011913)给出的杯形解是对应?a<1的另一支解,该支解在?a趋于1时开口是外凸的.进而在无黏附能和有黏附能的情况下对开口膜泡的两支解进行了深入研究,发现在?a=1附近这两支解之间有一个间隙,在该间隙内不存在开口解.随着黏附半径的增大,该间隙的位置较缓慢地向右移动.在?a=1附近,在无黏附能时的闭合形状只有球形一个解,而在有黏附能的情况下,闭合形状在1附近的一个区间内都有解.在无黏附及有黏附情况下的计算结果都表明这两支开口解及闭合形状属于不同的分支,它们之间不能连续演化.在间隙右侧的这一支解随着?a的增大可以通过自交形状连续地演化到开口哑铃形.在有黏附的情况下,在?a参数空间,同一支解会发生折叠,即出现同一?a值对应多个解(形状)的情况,这在以往双层耦合模型的计算中没有出现过.讨论了?a对无黏附和有黏附开口膜泡的形状和能量的影响.

三区域膜泡相分离模式之间转变的研究

基于Helfrich弹性曲率模型,结合实验参数,用直接极小化方法对三区域膜泡的两种相分离模式的稳定形状,及其之间的相变进行了计算,得出相变点为?_o*=0.49,与实验结果 ?_o*=0.5很接近.用直接极小化方法还研究了三区域膜泡发生发芽的必要条件,指出只有当约化线张力系数足够大,并且膜泡内外溶剂能自由渗透时,才可能发生发芽形变,并对渗透的可能机制进行了探讨.

基于自发曲率模型对几种极限形状膜泡及典型相变和分裂过程的研究

通过在SurfaceEvolver软件中建立一些具有多重对称性的初始形状,经逐次细分并长时间演化后,得到了几种能量很低的极限形budding形状,其参数与理论值一致.通过逐步调整参数并跟踪其演化途径,发现了一个不连续的相变和一个连续的可逆相变以及两种稳定的新形状,并且获得的海星形的两种分裂路径已被实验所证实.

球形拓扑中复杂形状生物膜泡的获得及其稳定性分析

通过在Surface Evolver软件中建立一些与目标形状相似的初始形状,经长时间演化后,得到了实验上已经观察到的具有D2h和D3h对称性的海星形生物膜泡.通过跟踪不同形状膜泡的Hessian矩阵的本征值,确定了双凹圆盘与海星形及哑铃形之间的相变是不连续的,其间所经历的三角扁盘及椭圆扁盘形中间相在SC模型中通常是不稳定的.

SC模型小约化体积膜泡的形状方程的研究

目前还没有相关文献报道在自发曲率模型下探究小约化体积形状方程以及边界条件。本文应用标准的变分法,在自发曲率模型下推导了旋转轴对称情况下的小约化体积膜泡的形状方程以及讨论了相应的边界条件。我们相信数值求解该模型下的形状方程和边界条件依然会得到与实验上观察一致的膜泡。

小约化体积膜泡形状的研究

目的:研究ADE模型下小约化体积膜泡的形状。方法:应用数值计算方法中的打靶法,运用Mathematica 7.0软件进行编程。结果:在ADE模型下,计算得到了一系列小约化体积的膜泡的形状,解决了已往小约化体积区域内不存在稳定膜泡的问题。结论:研究表明,在ADE模型下通过适当的边界条件把黏附双层区域的接触势能考虑进去,数值计算结果与实验上的非常相似。

数值解法研究生物膜泡形状

目的:研究生物膜泡的可能形状。方法通过数值解法中的打靶法,运用Mathematica软件进行编程。结果:获得与Udo Seifert计算基本相符的图,得到了相应的生物膜泡形状,包括双凹圆盘,长椭球和扁椭球等,且获得了新的形状。结论:本法提供了一种相对精确的寻找膜泡的方法。

双凹盘形解开口膜泡形状的解析法研究

随着开口膜泡在实验上的发现,对开口泡形状的数值及解析研究逐渐成为该领域的一个热点.讨论了如何由欧阳双凹盘形闭合解构造开口泡的解析解的问题.首先将开口泡要满足的三个不独立的边界条件简化为两个独立的边界条件,给出高斯测地曲率kg=-2,边界条件2可满足,然后由边界条件1得到确定膜泡边界的几何方程.进而讨论了由欧阳双凹盘解可构造的开口泡的各种可能形状,得到了三类管型拓扑解,它们是外凸管形解、类环管形解、类悬链面管形解.

高亏格膜泡形状的研究

目的:磷脂双性分子在水或者油溶液中会形成各种不同的膜泡形状,在实验上已经观察到大量的扑拓亏格为0的球形扑拓膜泡和扑拓亏格等于1的环形膜泡,本文是在理论上研究在自发曲率模型下,亏格g等于4的高亏格膜泡形成的稳定形状。方法:本文是通过在Surface Evolver软件中建立亏格g等于4(膜泡的拓扑结构用拓扑的亏格g表示)的具D5h对称性的初始形状,对这个初始形状进行细分并演化一定的步数后,我们得到一个剖分面较为光滑的模型。我们去调整它的自发曲率和约化体积寻找能量最低的稳定状态。结果:这种D5h对称性的膜泡很难保持它的对称形状,而会演化到几支非对称的稳定形状。结论:我们得到了亏格为4的近D5h对称性及盘形稳定形状。这种亏格为4的稳定形状提供了新的膜泡相变分支,我们期待实验上能对这些稳定形状进行验证,从而为曲率模型的正确性提供有力支持。

波形生物膜泡的数值法研究

磷脂双亲分子在水溶液中会形成各种各样形状的膜泡,实验显示,存在有一维的周期性柱面膜泡。扩展的Delaunay曲面是由Ou-Yang等首次给出的Helfrich变分问题的解析特解,与Delaunay曲面不同的是它所代表的曲面为非常数平均曲率曲面,其中之一为波形周期曲面。本文用数值计算的方法探讨了波形曲面形状,并与已知的解析解进行了比较。与球形拓扑不同的是,做数值计算时所采用的欧拉-拉格朗日方程中参数不取为零,加入周期性边界条件数值求解该方程,得到了与扩展的Delaunay曲面一致的波形曲面。目前我们还没有得到扩展的Delaunay曲面之外的周期波形形状。扩展的Delaunay曲面是否给出了非常数平均曲率的波形曲面的通解,仍然是需要进一步探讨的问题。然后根据形状方程和轴对称的微分方程绘出了自发曲率取不同数值时的二维波形图,并且得出结论:随着自发曲率的增加,参数的值逐渐减小,与解析法得到的结果一致。

生物膜细管形成过程的研究

我们都知道磷脂双亲分子在水或者油溶液中会形成各种不同的形状。现在我们探讨的是一种细的管状生物膜泡。它通常是指在磷脂双亲分子形成膜泡后,我们对它在显微镜下进行的一系列使用光镊施加拉力操作而形成的细的管状结构。实验显示,膜泡形成的管状结构在生物学中是普遍存在的。本文主要研究怎样应用数值计算的方法进行模拟细的管状膜泡,从而得到一些长短,粗细不同的管状生物膜泡。我们从极小曲面悬链面的角度出发,研究管状膜泡的形成结构特点。最后我们认为管状膜泡的形成不同形状是与对膜泡施加拉力、细管的半径、以及管子的长度等因素有着密切的联系。

中能重离子碰撞动力学研究

利用改进的量子分子动力学模型（ＭＱＭＤ），通过研究能够标识中能重离子碰撞动力学过程的物理量：横动量、碰撞数、核物质密度及热化的时间演化过程，了解中能重离子碰撞系统的碰撞动力学和多重碎裂机制；同时对控制和影响这种碰撞动力学的各种动力学因素：状态方程、动量相关势和介质效应进行了分析和探讨．