Les gouttelettes de séchage ont fasciné les scientifiques depuis des décennies. De l'eau au café en passant par la peinture, ces fluides quotidiens laissent des motifs complexes lorsqu'ils s'évaporent. Mais le sang est beaucoup plus complexe – une suspension colloïdale remplie de globules rouges, de protéines plasmatiques, de sels et d'innombrables biomolécules.
Alors que le sang sèche, il laisse derrière elle un schéma microstructural complexe – cracks, anneaux et plis – chacun façonné par l'interaction de ses composants cellulaires, des protéines et de la dynamique d'évaporation. Ces caractéristiques forment une sorte d'empreinte physique, enregistrant tranquillement l'interaction complexe de la physique qui s'est déroulée pendant la dessiccation de la gouttelette.
Dans nos expériences récentes, nous avons exploré comment les gouttelettes sanguines sèchent en faisant varier à la fois leur taille – de minuscules gouttes de 1 microliter à des gouttes de 10 microlétrantes plus grandes – et l'angle de la surface, de complètement horizontal à une pente raide de 70 °. À l'aide d'un microscope optique, d'une caméra à grande vitesse et d'un profileur de surface, nous avons suivi la façon dont les gouttelettes séchaient, se sont rétrécies et se sont fissurées.
Notre étude est publiée dans la revue Langmuir.
Sur les surfaces plates, les gouttelettes de sang séchaient de manière prévisible, formant des dépôts familiers de type café entourés de réseaux de fissures radiales et azimutales. Mais à mesure que nous augmentons l'inclinaison, la gravité a tiré les globules rouges en descente, tandis que la tension de surface a essayé de les maintenir. Cela a entraîné des dépôts asymétriques et des schémas étirés – une sorte de glissement de terrain biologique congelé dans le temps.
Les motifs de fissuration étaient différents sur les côtés de l'avancement (descente) et des côtés en recul (en montée). Du côté avancé, où la masse sanguine séchée s'accumulait davantage, les fissures étaient plus épaisses et plus largement espacées. Du côté du recul, où le gisement a diminué, les fissures étaient plus fines. Des gouttelettes plus grandes (10 microliter) ont exagéré encore plus l'asymétrie, avec la gravité jouant un rôle plus important à mesure que les gouttelettes devenaient plus lourdes – en laissant derrière une longue et fine «queue» de sang qui séchait et montrait des globules rouges séchés dispersés.
Pour expliquer ce que nous avons observé, nous avons développé un modèle théorique de premier ordre montrant comment les contraintes mécaniques s'accumulent de manière inégale de chaque côté de la gouttelette – une différence qui aide à expliquer les modèles de craquage asymétriques que nous avons vus.
Ces résultats ont des implications réelles. Dans la médecine légale, par exemple, les enquêteurs utilisent l'analyse des modèles de taches de sang – ou le BPA – pour reconstruire les événements dans des scènes de crime. Nos résultats suggèrent que l'inclinaison de la surface et la taille de la gouttelette peuvent modifier considérablement les modèles résultants. Ignorer ces facteurs pourrait conduire à des interprétations erronées, affectant potentiellement la façon dont ces preuves sont lues et comprises.
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