Journal de chimie physique et biophysique
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Abstrait

Les structures biologiques biréfringentes non linéaires sont-elles capables de générer des tourbillons optiques ?

Benedicto de Campos Vidal

Dans les tendons, les fibres de collagène sont structurées avec une organisation supramoléculaire hélicoïdale et interagissent avec la lumière structurée représentant la biréfringence intrinsèque et de forme (FB). La FB est une anisotropie optique de la permittivité qui est utilisée dans la construction de dispositifs artificiels à des fins pratiques. Dans le cas présent, le biomatériau utilisé a affiché les niveaux les plus élevés de FB. La lumière monochromatique polarisée linéairement, après avoir parcouru des sections microscopiques de fibres de collagène, présente un front de lumière polarisé elliptiquement, avec un moment angulaire, qui après avoir franchi un deuxième polariseur a généré des images de tourbillons. La microscopie polarisée avancée, la lumière structurée, a été utilisée dans cette étude pour détecter et caractériser la production d'images de sommets par la fibre de collagène en tant que biomatériau structuré. Les sections microscopiques utilisées dans la présente étude remplissaient toutes les conditions pour générer des tourbillons. Il est démontré ici pour la première fois que les structures tourbillonnaires sont générées par des fibres de collagène supramoléculaires chirales en faisceaux biréfringents et peuvent être observées avec un microscope polarisant. De plus, on émet l'hypothèse que les tourbillons dans les structures biologiques font partie d'un mécanisme de transfert de signal de l'espace extracellulaire vers les cellules. Étant donné que la distribution spatiale des fibres et des faisceaux de collagène dans les tissus conjonctifs peut varier, on suppose que la complexité de la morphologie tourbillonnaire correspondante peut également varier. Enfin, il est recommandé que les caractéristiques structurées de la chiralité des fibres de collagène et leurs propriétés optiques anisotropes puissent servir d'inspiration pour de nouveaux dispositifs structurés fabriqués par l'homme.