Fosfolipidni mehurčki v vodni raztopini so lahko v splošnem najrazličnejših oblik, skoraj okrogli, izvihani, uvihani, opazili so celo toroidne. Oblika je določena z minimumom celotne energije pri dani površini in polnosti [Svetina89]. V tem delu se bomo posvetili mehurčom, pri katerih je membrana uvihana navznoter do te mere, da tvori kroglast uvihek znotraj kroglastega mehurčka.
V električnem polju se sprva skoraj okrogli mehurčki deformirajo v rotacijske elipsoide, tako da rotacijska os sovpada s smerjo električnega polja. Pri dovolj nizkih frekvencah je deformacija vedno prolatna, kar znamo razumeti. Fosfolipidna membrana ima dosti manjšo prevodnost od vode. V nizkofrekvenčni limiti (istosmerni tok) lahko zato vodo obravnavamo kot popolen prevodnik, membrano pa kot popolen izolator. Ker tok ne more teči v izolator, se okoli dielektrika, potopljenega v prevodni medij, tokovnice zgostijo (slika). Gostejše tokovnice ustvarjajo tlak na površino mehurčka, in sicer največji v ekvatorialni ravnini mehurčka. Nastalim pogojem se mehurček prilagodi tako, da se potegne iz sprva približno kroglaste oblike v potegnjeni rotacijski elipsoid.
![[Slika]](img/silnice.gif)
Neprevodni mehurček v prevodnem mediju pomeni upor za električni tok.
Da je možno s preprostim modelom, minimizacijo celotne energije mehurčka, napovedati kvalitativno obnašanje mehurčka v električnem polju, je prvi izračunal Helfrich [Helfrich74]. Računu je nekaj let kasneje sledil tudi eksperiment [Harbich79], ki je potrdil kvalitativno napoved. Več let kasneje so sledili novi, natančnejši računi. Avtorji so obravnavo razširili z upoštevanjem raztezanja membrane in z drugačno izbiro koordinatnega sistema zajeli mehurčke, ki niso kroglasti [Bryant87], podana pa je bila tudi natančnejša obravnava majhnih deformacij [Winterhalter88].
Zanimanje za vpliv električnega polja na fosfolipidne mehurčke se je povečalo po letu 1990. Objavljene so bile nove meritve [Zeks90], ki oblike mehurčka niso vnaprej parametrizirali s kvadrupolno deformirano kroglo [Helfrich74, Winterhalter88], ali z rotacijskim elipsoidom [Bryant87]. Podano je bilo več teorijskih razlag [Kummrow91, Mitov93], ki so povezovale termične fluktuacije in raztezanje v električnem polju. Več avtorjev se je neodvisno lotilo obravnave dinamike mehurčka, bodisi kot odziva na pulz električnega polja [Hyuga91, Sokirko94], ali kot odziva na izmenično električno polje [Hyuga93].Skupna predpostavka večini naštetih modelov je ta, da je mehurček izven polja krogla, ob priključitvi polja pa se deformira. Predpostavljena deformacija je bodisi kvadrupolno deformirana krogla, bodisi rotacijski elipsoid. Fosfolipidno membrano obravnavajo kot neraztegljivo, tako da je površina mehurčka konstantna, na spremembe oblike pa se mehurček prilagodi s prehajanjem vode skozi membrano in spremembo volumna.
Ker je fosfolipidna membrana brez primesi zelo slabo prepustna za vodo, bi take spremembe morale biti za mehurčke celičnih dimenzij, ki jih opazujemo z optičnim mikroskopom, zelo počasne, kar je eksperimentalno praktično neizvedljivo. Ni presenetljivo, da ob razmeroma številnih teorijskih obdelavah manjka eksperimentalnih podatkov. Ena od možnosti kako zaobiti eksperimentalne težave je študij vpliva električnega polja na termične fluktuacije ohlapnih mehurčkov, česar so se lotili, zaenkrat predvsem teorijsko, nekateri avtorji [Kummrow91, Mitov93]. Druga možnost pa je poiskati sistem, ki bo pri konstantni površini membrane in konstantnem volumnu mehurčka nudil dovolj dramatičen odziv na spremembe polja, da je eksperimentalno izvedljiv. Izvihavanje uvihanih mehurčkov se ponuja kot tak pojav, zato smo si ga izbrali kot temo tega dela.
Obnovljeno: 16.oktober 1995 (P.Peterlin)