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Une couche mince de biopolymères qui fait planer

publié le , mis à jour le

Contrairement aux situations d’écoulements à haute vitesse pour lesquelles des forces de portance permettent par exemple aux avions de décoller, une microparticule sphérique se déplaçant lentement dans un fluide au voisinage d’une surface n’est pas censée s’en éloigner … sauf si la sphère ou la surface sont suffisamment molles pour être déformées par la pression dans le fluide.

Ce couplage entre écoulement et déformation des solides est essentiel dans le comportement mécanique de matériaux mous comme les suspensions colloïdales, ou dans les processus de biolubrification ayant lieu dans les articulations.
Dans cette étude, nous montrons expérimentalement que la présence d’une couche très mince de biopolymères décorant une surface plane indéformable suffit à induire des forces élastohydrodynamiques répulsives qui font décoller des microsphères rigides, et que cet effet de portance est directement contrôlé par l’élasticité de la couche de polymère. Nous mimons ainsi une situation typique de la microcirculation sanguine, où des cellules circulantes de taille micrométrique s’écoulent en interagissant avec la paroi des vaisseaux, dont la surface est revêtue d’une couche mince et déformable de biomacromolécules appelée « glycocalyx ». Notre travail met en relief l’importance des interactions élastohydrodynamiques dans le contexte de la circulation sanguine et révèle un nouveau rôle du glycocalyx dans la régulation des interactions entre cellules sanguines et parois vasculaires.

Voir en ligne : Elastohydrodynamic lift at a soft wall, Heather S. Davies, Delphine Débarre, Nouha El Amri, Claude Verdier, Ralf P. Richter and Lionel Bureau, Phys. Rev. Lett. 120, 198001