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摘要
微纳米颗粒作为生物膜的流变测量探针以及药物疏运载体，研究颗粒于膜上的流体力学阻力与扩散行为具有重要科学意义。已有研究主要侧重于嵌入在膜内且与膜厚度相同的圆柱体（比拟单个磷脂/蛋白质分子）的阻力系数，是一个二维流体力学问题。球形颗粒穿透膜伸入水相中，受力更加复杂。近几年有研究发现当微米颗粒在纯水—空气界面上做布朗扩散时，阻力系数有分子热运动引起的界面扰动对颗粒施加的表面张力的贡献。本论文在亚微米颗粒—单层生物膜界面实验中发现了类似现象，考虑到生物膜与纯水界面的不同力学特性以及亚微米颗粒尺度，本文对表面张力进行了修正：一是加入膜的Maxwell黏弹性项；二是加入热力学毛细波波数项，进而区分微观分子纳米尺度与宏观尺度下表面张力的不同。实验结果发现：由阻力系数拟合得到的热力学毛细波波长恰好等于膜内磷脂分子间的平均间距，符合界面热力学扰动理论的描述；此外，当颗粒与膜内微米磷脂凝聚区域粘连时，粘连体整体所受的阻力几乎全部源自于凝聚区域，水相及膜内对颗粒施加的阻力贡献极小。
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