Stel je een vloeistofbal ter grootte van een micron voor, ingesloten in een dunne film, vergelijkbaar met de film in zeepbellen, maar samengesteld uit moleculen die lijken op vloeibaar kristal. Deze moleculen kunnen hun totale energie verlagen door hun richtingen af ​​te stemmen op hun steeds veranderende buren - een toestand die smectische fase wordt genoemd. Dit betekent dat zich stapels parallelle streepachtige vloeibaar-kristallagen vormen in de film.

In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ E , Francesco Serafin, verbonden aan zowel Syracuse University, New York, en het Kavli Instituut voor Theoretische Fysica (KITP) aan de UCSB, VS, samen met zijn adviseur Mark Bowick, ook bij het KITP, en Sid Nagel, van de Universiteit van Chicago, IL, VS, alle mogelijke smectische patronen van dergelijke bolvormige films in kaart brengen, of zak, bij nul temperatuur. Ze bepalen de omstandigheden waaronder het voor dergelijke zakjes gemakkelijker wordt om door biologische membranen te gaan en, mogelijk, leveren moleculen die eraan vastzitten op specifieke locaties.

De beperkingen die worden opgelegd aan het in kaart brengen van parallelle vloeibare kristallen moleculen op een bolvorm produceren defecten in het vloeibare kristal. In dit onderzoek, de auteurs voorspellen het bestaan ​​van vier defecten, het creëren van vervormingen die worden opgevangen als de schaal buigt in de omgeving van de defecten. De bolvormige film is het meest flexibel, zij merken op, wanneer de vorm met de laagste energie eruitziet als een gefacetteerde tetraëder met scherpe randen en defecten gelokaliseerd op de vier hoekpunten. De defecten zijn natuurlijke kandidaat-plaatsen voor het hechten van moleculen met een speciale functie voor aflevering in het lichaam met behulp van dergelijke bolvormige films.

Afhankelijk van de hellingshoek tussen de streepachtige lagen van de vloeibaar-kristalachtige moleculen en de rand van de tetraëder, de auteurs onderscheiden verschillende patronen:breedtegraden, parallelle spiralen of een combinatie van beide. Bij een hellingshoek van nul of 30°, alle lagen vormen gesloten latitutinale lussen die niet gemakkelijk vervormd kunnen worden. Bij andere hellingshoeken, de lagen vormen spiralen waardoor gelokaliseerde compressie zich over een lange afstand langs de film kan voortplanten, waardoor het voor deze bolvormige films gemakkelijker wordt om te vervormen en door biologische membranen te persen.