Immagina una sfera di fluido delle dimensioni di un micron racchiusa in una pellicola sottile, simile al film in bolle di sapone, ma costituito da molecole simili a cristalli liquidi. Queste molecole possono abbassare la loro energia complessiva allineando le loro direzioni con i loro vicini in continua evoluzione, uno stato indicato come fase smectic. Ciò significa che nella pellicola si formano pile di strati di cristalli liquidi simili a strisce parallele.
In un nuovo studio pubblicato su EPJ MI , Francesco Serafin, affiliato sia alla Syracuse University, New York, e il Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) presso l'UCSB, STATI UNITI D'AMERICA, insieme al suo consigliere Mark Bowick, anche al KITP, e Sid Nagel, dell'Università di Chicago, I L, STATI UNITI D'AMERICA, mappare tutti i possibili schemi smettici di tali pellicole sferiche, o sacco, a temperatura zero. Determinano le condizioni in cui diventa più facile per tali sacche passare attraverso le membrane biologiche e, potenzialmente, consegnare molecole attaccate a loro in posizioni specifiche.
I vincoli imposti alla mappatura di molecole di cristalli liquidi paralleli su una forma sferica producono difetti nel cristallo liquido. In questo studio, gli autori prevedono l'esistenza di quattro difetti, creando distorsioni che si adattano quando il guscio si piega nei dintorni dei difetti. Il film sferico è più flessibile, notano, quando la sua forma a più bassa energia appare come un tetraedro sfaccettato con spigoli vivi e difetti localizzati ai quattro vertici. I difetti sono siti candidati naturali per attaccare molecole con una funzione speciale per la consegna nel corpo utilizzando tali pellicole a forma di palla.
A seconda dell'angolo di inclinazione tra gli strati a strisce delle molecole a cristalli liquidi e il bordo del tetraedro, gli autori identificano vari modelli:linee di latitudine, spirali parallele o una combinazione delle due. Con angolo di inclinazione zero o 30°, tutti gli strati formano anse latitudinali chiuse che non si deformano facilmente. Ad altri angoli di inclinazione, gli strati formano spirali che consentono alla compressione localizzata di propagarsi a lunga distanza lungo il film, rendendo più facile la deformazione e la compressione di questi film sferici attraverso le membrane biologiche.
