מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
ד"ר יוסף (ספי) גבלי
הנדסת מכונות
הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2014-2017

מכניקה של מולקולות ענק המאבדות את קשיחותן

יש בטבע מולקולות ענק רבות שמורכבות ממקטעים קשיחים שתחת עומסים גדולים ובהשפעת שינויי טמפרטורה הופכים לרכים. מטרת המחקר היא להבין, בעזרת מודלים מתמטיים וסימולציות נומריות, את ההשפעה של קצב העמיסה והטמפרטורה על התהליך הזה

נכתב ע''י יוסף (ספי) גבלי, 15 אוק 2017

ניתן למצוא בטבע מגוון רחב של מולקולות ענק, דוגמת חלבונים מבניים, ביופולימרים וקורי עכביש, אשר מורכבות ממקטעים קשיחים שתחת עומס גדול מספיק נפרמים ונעשים גמישים או רכים. בסקלה המדוברת של מולקולות ענק, קרי סקלת הננו-מטר (מיליארדית המטר), ההתנהגות המכנית של המולקולות מושפעת מאוד מ"פלקטואציות תרמיות". מדובר בהתנגשויות של מולקולות קטנות, דוגמת מים, במולקולה הגדולה, שגורמות לתנודות מכניות כתוצאה ממעבר אנרגיה במהלך ההתנגשויות. התנודות האלה יכולות לפתוח (או לפרום) את האזורים הקשיחים בכוחות נמוכים מן הצפוי. לכן ככל שהמולקולה חשופה להשפעה זו זמן ממושך יותר, הסיכוי לפרימת האזורים הקשיחים עולה. המטרה העיקרית של המחקר היא להבין בעזרת מודלים מתמטיים וסימולציות נומריות את ההשפעה של קצב העמיסה והטמפרטורה על המכניקה של מולקולות שכאלה. להלן התוצאות עיקריות של מחקרנו (שרובן התפרסמו בכתבי עת מובילים): * ביצענו מחקר מקיף המבוסס על מודל מתמטי ומספר גדול מאוד של סימולציות נומריות עבור מגוון רחב ביותר של פרמטרים. אחת התובנות החשובות ביותר שפורסמה במסגרת זו היא הגילוי של פרמטר אל-ממדי חדש, שמאפיין באופן אוניברסלי את הקצב של העמיסה ביחס לטמפרטורה שבה מבוצע הניסוי ולגודל המערכת (גודל המולקולה). * במסגרת המחקר הקשור ישירות למבנים דו-יציבים (אלו האזורים שעוברים ממצב קשיח לגמיש), התעוררו מספר שאלות מחקר חדשות שהובילו לחקירת הבעיה של התנהגות אחרי קריסה של קורה המוגבלת על ידי קירות גמישים. * ההתנהגות של חומרים עם אזורים דו-יציבים קשורה ישירות גם להתנהגות המכנית של חומרים "חכמים" (חומרים שמתפקדים מטבעם כמו מנועים או חיישנים). העבודה בנושא התנהלה בשיתוף עם הקבוצה הניסיונאית של פרופ' דורון שילה מהטכניון. * בנוסף, חקרנו את ההתנהגות הדינמית של שריג דו-יציב, כולל תופעות אי-לינאריות מעניינות הקשורות לספיגת אנרגיה ייחודית (למשל קורי עכביש) או להעברת אותות מכניים ביעילות גבוהה.

פורסם בתאריך - 04-יולי-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

bistable
protein unfolding
titin
energy barriers
rate dependent
פורסם בתאריך - 04-יולי-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום