Mikrorezkanje in membranske beljakovine

Kitajski raziskovalci so v članku, sprejetem v reviji International Journal of Machine Tools and Manufacture, predstavili izboljšan model za predvidevanje rezalne sile pri mikrorezkanju. S pojmom mikrorezkanje označujemo mehansko obdelavo materiala, pri katerem moramo upoštevati karakteristične dimenzije med 1 mikrometrom in 1 milimetrom. To v grobem pomeni obdelavo z rezkarji, ki imajo premer, manjši od enega milimetra. Rezkarji se podobno kot svedri vrtijo in režejo v material, a za razliko od njih obdelujejo predvsem v radialni smeri in imajo ravno ali pa zaokroženo dno.

Pri mikrorezkanju zaradi majhnih dimenzij postane precej pomembno, da se upošteva različne učinke, ki se jih pri preračunih za večja orodja zanemari. Ta učinka sta na primer ekscentričnost vpetja orodja v obdelovalni stroj in trohoidna kinematika konice rezila. Slednje pomeni zgolj to, da se poleg vrtenja orodja upošteva še njegov premik v radialni smeri, kar spremeni pot, ki jo rezilni rob prepotuje. Z upoštevanjem omenjenih pojavov je možno določiti potek spreminjanja debeline odrezka, s pomočjo česar se potem tudi izračuna rezalna sila.

Oba našteta pojava, ekscentričnost in trohoidno kinematiko, so prejšnji modeli že upoštevali, prispevek avtorjev pa je upoštevanje natančne geometrije obdelanega materiala, ki jo pustijo za seboj prejšnji rezi pri vrtenju. Izpeljali so tudi preprosto formulo, s katero je mogoče izračunati, pri kateri ekscentričnosti in obdelovalnih hitrostih mikrorezkar reže samo z enim rezilnim zobom, kar dramatično poslabša njegovo življenjsko dobo. Z novim modelom je raziskovalcem uspelo zmanjšati razliko oziroma napovedno napako med simulacijo in eksperimentalnimi meritvami v primerjavi s prejšnjimi modeli.

V reviji Nature Methods znanstveniki z različnih inštitutov poročajo o sistemu za preučevanje membranskih beljakovin z nanodelci.

Membranske beljakovine so pomembne za številne celične funkcije, od prenosa signalov in medcelične komunikacije do transporta snovi čez celično membrano. Naravno se nahajajo v hidrofobnem okolju, to je v okolju, kjer ni molekul vode. Ker membranske beljakovine ne marajo vodnega okolja, je težko preučevati njihovo zgradbo in fizikalne lastnosti.

Znanstveniki so predstavili lipidne nanodelce z beljakovinami sapozini, ki stabilizirajo membranske beljakovine v vodni raztopini. Nanodelci obdajo membranske beljakovine in ustvarijo okolje, ki je podobno njihovemu naravnemu okolju v celični membrani. S pomočjo teh nanodelcev in krio-elektronske mikroskopije so v raziskavi določili 3D zgradbo ene od beljakovin v plašču virusa HIV in ene bakterijske transportne beljakovine. Poznavanje 3D zgradbe beljakovin je ključno za razvoj zdravil in mnoga zdravila ciljajo prav na membranske beljakovine.

Membranske beljakovine sta mikrorezkala Jaka in Angelika.