מחקר בגובה העיניים
מחקר בגובה העיניים
עובדות ומספרים


תנועתם הייחודית של חומרים שאינם נוזלים ואינם מוצקים
מרבית החומרים סביבנו אינם שייכים לקטגוריות המוכרות של גזים, נוזלים פשוטים ומוצקים גבישיים. אלה הם חומרים רכים, שמורכבים מחלקיקים מוצקים המרחפים בנוזל. המחקר שלנו תרם להבנת תנועתם המורכבת של תרחיפים קולואידיים, סוג נפוץ של של חומר רך שכזה
מרבית החומרים סביבנו, כולל אלה שמהם אנו עצמנו בנויים, אינם משתייכים לקטגוריות הרגילות של גזים, נוזלים פשוטים ומוצקים גבישיים. חומרים אלה, כמו רקמות ביולוגיות, דם, תחליבים ותרחיפים, שייכים לתחום "החומרים הרכים". חומרים רכים מורכבים בדרך כלל מנוזל שבו מרחפים חלקיקים שהינם גדולים בהרבה מאלו המרכיבים את סביבתם הנוזלית. המחקר שלנו הוא מחקר תיאורטי בסיסי הבוחן את ההשפעה של אילוצים גאומטריים, מרחביים, על התנהגות של חומרים רכים בזרימה או תחת הפעלת כוחות חיצוניים. המחקר הנוכחי עוסק בחומרים רכים מסוג מסוים הנקראים תרחיפים קולואידיים, שבהם החלקיקים המרחפים בנוזל הם מוצקים, קומפקטיים בצורתם – למשל, כדוריים – וגדולים פי כאלף ממולקולות הנוזל שבו הם מרחפים. בין הדוגמאות הרבות לתרחיפים קולואידיים אפשר למצוא דיו, צבעים, תרופות נוזליות ותמיסות של מולקולות חלבון גדולות. הדרך שבה תרחיפים זורמים תלויה באופן מכריע בכוחות גרר הדדיים שהחלקיקים מפעילים זה על זה בעת שהם נעים דרך הנוזל המקיף אותם. החלקיקים משפיעים זה על תנועתו של זה באופן משמעותי על פני מרחקים גדולים. חקרנו כיצד משתנות ההשפעות של כוחות הגרר האלה כאשר התרחיף מתוחם בתוך חללים קטנים. תרחיש כללי זה מתקיים במערכות שונות בטבע – למשל, בכלי דם או בתעלות עצביות – והוא רלוונטי גם לטכנולוגיה חדשה יחסית הנקראת microfluids, שבה ניתן לשלוט באופן מדויק בזרימה של נוזלים דרך תעלות בקנה מידה זעיר. במסגרת המחקר הראינו שבמקרים רבים התיחום הצר של התרחיף אמנם קוטע את ההשפעות ארוכות הטווח של כוחות הגרר, אולם במקרים חשובים אחרים הוא יכול להגבירן. אחת הדוגמאות לכך היא תנועה של חלקיקי תרחיף בתוך צינוריות דקות, שם התיחום עשוי דווקא לחזק את ה"תקשורת" בין החלקיקים דרך גלי קול: חלקיק הנע באזור אחד של הצינורית יוצר גלי קול, המתקדמים לאורך הצינורית, מרעידים את הנוזל באזור אחר, וכך משפיעים על תנועת החלקיקים שם. הממצאים שלנו שופכים אור, בין היתר, על העברת חומרים בתעלות המחברות בין תאי עצב, הקרויות אקסונים. הראינו כי אופן פעולת כוחות הגרר של חלקיקים בצינורית דקה יכול לשמש הסבר לתופעה המתרחשת בתהליכי העברת חלבונים בתוך תא עצב. מלבד ההשפעה של תיחום התרחיף בחללים קטנים, חקרנו גם מה קורה כאשר חלקיקים בתרחיף בלתי מתוחם נדחפים לאורך מסלול על ידי כוח חיצוני. מצאנו שאם המסלול עקום, מופיעים כוחות משיכה מסוג חדש בין החלקיקים. תוצאות אלה סיפקו הסבר לממצאים ניסויים שלא הובנו קודם לכן.