جریان خون در شریان ها از معادلات ساده دینامیک سیال پیروی می کند. اما از این رگ‌های بزرگ، رگ‌های کوچک‌تری منشعب می‌شوند و در کوچک‌ترین رگ‌ها - مویرگ‌هایی که به سختی بزرگ‌تر از گلبول‌های قرمز هستند - معادلات سیال دیگر معتبر نیستند. برای به دست آوردن توصیف بهتری از جریان خون در چنین عروقی، چائوکی مصباح Chaouqi Misbah از دانشگاه گرنوبل آلپ در فرانسه و همکارانش به صورت عددی سیستمی از ذرات که در شبکه ای از میکروکانال ها حرکت میکردند را تجزیه و تحلیل کردند [1]. آنها دریافتند که سرعت پخش شدن ذرات درون شبکه تحت تأثیر غلظت و تغییر شکل پذیری ذرات است.

محققان یک شبکه لانه زنبوری را مدل‌سازی کردند که در آن ذراتی با شکل نامنظم و تغییر شکل‌پذیر از بالا به پایین حرکت می‌کردند. هنگامی که ذره ای با یک دو راهی مواجه می شد، می توانست کانال راست یا چپ را "انتخاب" کند. در یک سیال معمولی - مایعی که در آن ذرات نسبت به عرض کانال بسیار کوچک هستند – انتخابی که ذره می کند تصادفی و مستقل از انتخاب های قبلی آن است. این «ول گشت random walk» باعث می شود که سیال هنگام حرکت در شبکه، به صورت عرضی پخش شود. اما مصباح و همکارانش دریافتند که در غلظت‌های پایین، ذرات صلب با شکل نامنظم حافظه قوی دارند: اگر ذره‌ای قبلاً در دو راهی سمت چپ را انتخاب کرده بود، به شدت ترجیح می‌داد دوباره سمت چپ را انتخاب کند. در نتیجه، یک سیال از چنین ذراتی " ابر پخش superdiffusion" نشان داده و به صورت عرضی بسیار سریعتر از حالت حرکت تصادفی پخش می شود. اگر محققان ذرات را قابل فشردن میکردند اثر حافظه آنقدر قوی نبود، اما مایع همچنان سریعتر از معمول به بیرون گسترده می شد.

مصباح فکر می‌کند نقشی که سفتی و شکل ذرات در جابجایی ذرات ایفا می‌کند می‌تواند برای بیماری‌هایی که گلبول‌های قرمز خون را تحت تأثیر قرار می‌دهند مانند کم‌خونی داسی شکل و مالاریا، نتایجی داشته باشد.

[1]. Z. Shen et al., “Anomalous diffusion of deformable particles in a honeycomb network,” Phys. Rev. Lett. 130, 014001 (2023).

منبع: Memory of Blood Cells