Как биологические мембраны, такие как плазматическая мембрана животных клеток или внутренняя мембрана бактерий, колеблются с течением времени, понять непросто, отчасти потому, что на субклеточном уровне колебания мембран вызывает температурное возбуждение. постоянно; и отчасти потому, что они находятся в контакте со сложными средами, такими как структурирующий элемент клетки, цитоскелет или внеклеточный матрикс. Предыдущие экспериментальные работы описывали динамику искусственных, самоорганизующихся полимерно-мембранных комплексов, встроенных в структурированные жидкости. Впервые Рони Гранек из Университета Бен-Гуриона в Негеве и Хаим Диамант из Тель-Авивского университета в Израиле предложили новую теорию, объясняющую динамику таких мембран, когда они встроены в полимерные сети. В новом исследовании, опубликованном в EPJ E, авторы демонстрируют, что динамика волнистости мембраны внутри такой структурированной среды управляется характерными аномальными степенными законами.
Основным строительным блоком биологических мембран является гибкий жидкий бислой липидных молекул. В своей модели авторы сначала определяют связь мембраны с двумя составляющими окружающей жидкости, а именно с полимером и растворителем. Поверхность мембраны определяет силу сцепления мембраны с жидкостью, которое может быть либо слабым (когда мембрана в основном контактирует с растворителем), либо сильным (когда и растворитель, и сеть движутся вместе с мембраной).
Затем авторы изучают последствия двух типов сцепления для динамики волнистости мембран. В пределе слабой связи, когда полимерная сетка не движется вместе с мембраной, а просто увлекается образующимся потоком растворителя, авторы определяют новый режим промежуточных длин волн волнистости мембраны.
Они пришли к выводу, что как для гибких, так и для полугибких полуразбавленных полимерных растворов статистика смещения мембран, связанная с этим промежуточным режимом, может охватывать несколько порядков во времени, пока объемная вязкоупругость полимеров не возьмет верх.