我校青年教师在《Nature Communications》期刊上发表研究成果揭示软物质异常组装的物理力学机理
软物质的组装涉及到精细的原子尺度相互作用,组装过程蕴含着复杂的软物质结构转变,但其物理力学机制尚不明确。近年来,软物质异常组装的现象被不断发现,给传统的材料聚集组装理论和模型带来了新的挑战。针对此问题,研究团队考虑了软物质在溶液中液液相分离(liquid-liquid phase separation)行为与异常组装的内在关联。基于经典的Flory-Huggins理论,当软物质浓度大于某一临界值时将发生液液相分离,形成高密度相和低密度相共存的状态。高密度相内软物质的浓度得到提高,同时软物质之间的紧密接触使得内部形成寡聚体的势垒降低。在低于特征浓度下,软物质组装遵循经典的成核-生长途径。相比之下,高于特征浓度下软物质首先通过液液相分离形成液滴状凝聚物,随后在凝聚物内成核和生长,从而促进纤维结构的形成。此外,通过类比气-液相变系统中的气相、液相和固相,可以得到软物质单体、凝聚物和纤维状态的相图,并且在软物质组装过程中,可以观察到稳定的β-barrel结构。通过实验和力学模拟还发现,软物质寡聚物可以诱导细胞间连接的断裂破坏,并进一步扩展成裂缝,引起渗漏现象。研究成果为人体内生物软物质的异常组