Effet casimir sur les membranes biologiques

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Introduction . Etude des fluctuations d’une membrane confinée entre deux parois.

Calcul de la force de Casimir entre deux plaques interactives .

Conclusions et perspectives .

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-Délimite la taille et la forme de la cellule ,elle joue un

rôle sélectif

-Elle peut maintenir des concentrations différentes

d’ions entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.

-Elle peut assurer les échanges avec l’extérieur de la

cellule.

-- Elle contient les molécules pour que les cellules se

reconnaissent entre elles. 6 ème Rencontre National des jeunes chercheurs 26-12-09

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La cellule est la plus petite unité du vivant séparée du milieu extérieur par une membrane perméable.

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Rigide

Coudée

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-L’augmentation de la température provoque une augmentation de la fluidité.

La saturation des chaînes carbonées rend la membrane plus rigide.

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le calcul de la force de Casimir entre deux plaques interactives, parallèles

délimitant un liquide comptant une biomembrane immergée.

Cette force répulsive provient des ondulations thermiques de la membrane

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Les fluctuations d'une membrane confinée entre deux parois sont essentiellement caractérisées par l'extension latérale L║ et la hauteur typique .

L

dd

D

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1313

( ) ( ) ( )h vdWV z V z V z

( ) h

z

h hV z A e

avec

J/m 2~ 2hhh PA

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2 2 2

1 2 1( )

12 ( ) ( 2 )vdW

HV z

z z z

nm 54~ H ~10-21 J pour les surfaces de basses énergies

dû à l’effet des molécules d’eau insérées entre les têtes hydrophiles du lipide

(entre une paroi et la membrane séparé par z)

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( ) ; 2 2 2 2

D D D DU z V z V z z

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Les deux parois ont les

caractéristiques suivantes :

-physiquement

équivalentes

-parallèles

-symétriques

-interactives

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3

2

~D

TkB

:La constante de rigidité de la membrane .

Hendrik Casimir (1947-49)

Tout un calcul non trivial permet de trouver la forme suivante :

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Static force

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L’expression de la force de casimir par unité de surface appelle les

remarques suivantes:

-Cette force décroît avec la distance .

-Cette force dépend de la nature de lipides formant la membrane.

-Pour une distance fixe, la force induite est sensible à la température.

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