Выпуск 5, 2026
Оценка мемемкостных свойств DPPC-CHOL липидной мембраны методом молекулярной динамки
Оценка мемемкостных свойств DPPC-CHOL липидной мембраны методом молекулярной динамки
И. И. Злочевский$^1$, Д. В. Завьялов$^1$
Методом крупнозернистой молекулярной динамики (силовое поле Martini 2.2p) исследовано влияние холестерола (CHOL) на мемемкостные свойства (memcapacitive) модельных липидных бислоев, состоящих из молекул 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфохолина (DPPC). Рассмотрены системы с различной мольной долей холестерола (от 0 до 400 молекул на 1024 липида) в присутствии 1.5 М NaCl и переменного электрического поля напряжённостью 0.05, 0.1 и 0.15 В/нм. Показано, что все исследованные системы проявляют свойства мемконденсаторов независимо от содержания холестерола, что подтверждается нелинейной зависимостью поверхностной плотности заряда от напряжённости электрического поля с характерным гистерезисом. Увеличение доли холестерола сопровождается уменьшением площади петли гистерезиса σ(E), характеризующей диссипативную составляющую электрического отклика мембранной системы при циклическом изменении внешнего поля. Анализ распределения ионов показал, что изменение содержания холестерола сопровождается изменением локального распределения катионов Na+ и анионов Cl- вблизи мембраны, что связано с изменением количества полярных головок DPPC и структурной организации липидного бислоя. Для системы, содержащей только DPPC, наблюдается отклонение формы петли гистерезиса от эллиптической, что указывает на более выраженную нелинейность электрического отклика в области вблизи мембраны. В совокупности результаты показывают, что холестерол модулирует мембранный электрический отклик, изменяя характер перераспределения ионов и величину диссипативных потерь при циклическом воздействии электрического поля. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего анализа влияния липидного состава на электрические свойства мембранных систем и их применение в моделях мемконденсаторов и нейроморфных материалов.
Показать АннотациюПоследовательно-шунтирующий МЭМС-переключатель для перспективной радиоэлектроники в диапазоне частот 1-20 ГГц
Последовательно-шунтирующий МЭМС-переключатель для перспективной радиоэлектроники в диапазоне частот 1-20 ГГц
М. О. Морозов$^{1,2}$, И. В. Уваров$^2$
Современные системы связи испытывают возрастающую потребность в миниатюрных коммутирующих элементах с высокими радиочастотными характеристиками. Перспективным решением являются переключатели на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Стандартные МЭМС-ключи используют последовательный или шунтирующий принцип переключения. Первые обычно работают в диапазоне 0-4 ГГц, вторые – на частотах более 4 ГГц, но также в узком диапазоне. В настоящей работе представлены результаты моделирования последовательно-шунтирующего МЭМС-переключателя с расширенным более чем на 15 ГГц рабочим диапазоном.
Показать АннотациюЭкспериментальное изучение диаграмм направленности излучателей и приемников воздушного ультразвука в диапазоне частот 25 - 40 кГц для проектирования многоэлементных фокусирующих систем
Экспериментальное изучение диаграмм направленности излучателей и приемников воздушного ультразвука в диапазоне частот 25 - 40 кГц для проектирования многоэлементных фокусирующих систем
Н. Г. Гогмачадзе$^1$, Е. А. Петров$^1$, А. В. Лапина$^1$, С. А. Цысарь$^1$, О. А. Сапожников$^1$
Проведено экспериментальное исследование диаграмм направленности электроакустических преобразователей низкочастотного ультразвука в воздухе, являющихся потенциальными элементами многоэлементной фокусированной антенны. Актуальность исследования обусловлена тем, что структура акустического поля в фокальной области сложной антенной решетки в линейном режиме напрямую определяется суперпозицией полей отдельных элементов, характеристики которых в дальней зоне описываются их диаграммами направленности. В теоретических моделях ультразвуковые преобразователи (излучатели и приемники) зачастую представляются в виде идеального круглого поршня в жестком экране, что позволяет описывать диаграмму направленности функцией Бесселя первого порядка. Однако реальные характеристики приемных и излучающих устройств могут быть отличны от указанной идеальной модели. В настоящей работе проведено сравнение экспериментально измеренных диаграмм направленности преобразователей низких ультразвуковых частот (25 – 40 кГц) с соответствующей характеристикой для круглого поршня с целью повышения точности калибровки и последующего учета этих параметров в задачах регистрации мощных нелинейных полей в воздушной среде.
Показать АннотациюРазработка новой градуировочной шкалы показателей осмолярности и плотности мочи с помощью рефрактометра
Разработка новой градуировочной шкалы показателей осмолярности и плотности мочи с помощью рефрактометра
Ю. А. Гусева$^1$, В. В. Давыдов$^2$, Д. С. Проводин$^2$, Д. В. Давыдова$^2$, М. А. Якушева$^3$
Обоснована необходимость разработки новой градуировочной шкалы для экспресс- определения плотности и осмолярности мочи по показателю преломления. Отмечены особенности формирования данной шкалы для использования её в экспресс режиме. Проведены синхронные измерения показателя преломления n, плотности ρ и осмолярности Os на одних и тех же образцах мочи контрольной группы в диапазоне температур 283–309 К, охватывающем все физиологически значимые значения. Получены линейные регрессионные зависимости, состав- ляющие новую шкалу: ρ = 2.4147 n − 2.2379 (R2 = 0.9998) и Os = 36.68 ρ − 36.59 (R2 = 0.9995). Погрешность косвенного определения осмолярности по показателю преломления с учётом температурной поправки составляет менее 2 мОсм/л, что удовлетворяет требованиям экспресс-диагностики. Предложен алгоритм приведения измерений к стандартной температуре 293 К. Разработанная шкала может быть имплементирована в портативные рефрактометры для ранней диагностики хронических болезней почек в поликлиниках и фельдшерских пунктах.
Показать Аннотацию