囊泡在水中运动及变形过程仿真

某些两亲性分子，如许多天然的合成的表面活性剂及不能简单缔合成胶团的磷脂，分散于水中时会自发形成一类具有封闭双层结构的分子有序组合体，称为囊泡（Vesicles）。

囊泡最重要的应用之一是模拟生物膜。生物膜的主体是由磷脂和蛋白质定向排列组成的封闭双分子层囊泡结构。生物膜在生物活体中起着很重要的作用，具有离子迁移、免疫识别等功能。通过对囊泡的研究，可加深人们对生物膜的认识，也为人们的仿生研究提供了一条新的途径。囊泡的另一个重要的应用是作为药物的载体。与其它微结构相比，囊泡具有奇特的结构，即存在亲水微区和疏水微区，这使得囊泡具有同时运载水溶药物和水不溶药物的能力。同时，囊泡具有双层膜结构，与生物膜有很好的兼容性，是理想的体内药物的载体。由于分子进出囊泡需要较长的时间，利用这一特性，近年来，人们研究用囊泡作为缓释剂，以更好地发挥药效。

本案例基于流-固耦合方法，模拟了囊泡在水中的运动过程，囊泡由壁面固体结构和内部水分子（水溶液）组成为复合的生物膜结构。仿真结构如图所示：

感兴趣的朋友可下载模型，了解整个模拟过程。