固体支撑膜中孔边缘线张力的理论建模及其纳米级稳定性研究

来自俄罗斯的研究人员针对固体支撑双层脂膜（BLM）中纳米级孔隙稳定性问题，通过理论建模探究了基底相互作用对孔边缘线张力（line tension）的影响。研究发现，从自由悬浮膜到无限强黏附条件下，线张力变化幅度不足3.5%，揭示了基底支撑对膜孔隙能量特性的微弱调控作用，为原子力显微镜（AFM）观测纳米孔提供了理论依据。

　　

在生物技术应用中，精准控制双层脂膜（bilayer lipid membranes）纳米级穿孔是关键环节。孔边缘的超额能量由线张力（line tension）量化，这个数值直接决定了膜结构的穿孔稳定性。当孔径小至纳米级别时，传统光学观测束手无策，而原子力显微镜（atomic force microscopy, AFM）却能大显身手——该方法利用固体基底固定脂质双层，通过单分子层与基底的相互作用实现膜锚定。

最新理论研究揭示了有趣的现象：无论基底与膜的相互作用强度如何变化——从完全自由悬浮状态到极致黏附条件，孔边缘线张力的波动幅度始终被压制在3.5%以内。这意味着，即便在AFM观测所需的固体支撑场景下，决定孔稳定性的核心能量参数（线张力）几乎不受基底干扰。这项发现不仅为纳米孔观测技术扫清了理论障碍，更提示着生物膜系统的力学特性具有令人惊讶的环境适应性。弹性形变能主导的边缘能垒，在各类支撑条件下都保持着超乎预期的稳定性。