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Does the size of small objects influence chemical reactivity in living systems? - 01/01/03

Doi : 10.1016/S1631-0691(03)00068-4 

Albert  Sanfeld * ,  Albert  Steinchen*Corresponding author.

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Résumé

Previous theoretical works showed that chemical reactions in micro- and nano-droplets, bubbles and solid particles were strongly affected by their confinement. In particular, the smallness of the systems leads to high internal pressure compared to the external pressure, which then significantly modifies the values of chemical equilibrium and kinetic constants. In addition, surface tension or surface stress, reactional dilatation and surface charge play also a major role on the chemical reactivity. As living systems are also made of very complex dispersed subsystems, i.e. organelles, it seemed obvious to illustrate our theory by some biological actual examples encountered in pulmonary alveolae, in vacuolae and in medical applications, such as dissolution of gallstones. To cite this article: A. Sanfeld, A. Steinchen, C. R. Biologies 326 (2003).

Résumé

Nos études théoriques précédentes ont montré l'influence de la taille de micro- et nano-gouttes, bulles et particules solides sur la réactivité chimique et le transfert de matière. La complexité du milieu réactif est liée ici à l'état multiphasique, comprenant de très petits objets (organelles), et non à la réactivité intrinsèque. En vertu de la loi de Laplace, la petitesse de ces objets leur confère un état d'extrême pression, modifiant les constantes chimiques et cinétiques. Une telle situation est le résultat des effets de tension superficielle, de dilatation réactionnelle et de la charge électrique de l'objet, qui modifient considérablement les valeurs des constantes. Nous avons alors tout naturellement étendu l'objet de nos investigations aux réactions se déroulant au sein d'organelles dans les systèmes vivants. Nous avons notamment appliqué notre théorie au calcul de constantes d'équilibre de réactions dans l'alvéole pulmonaire, à la réaction de dissolution de calculs biliaires et au calcul de la constante cinétique d'activation de réactions dans des micro-vacuoles gazeuses. Pour citer cet article : A. Sanfeld, A. Steinchen, C. R. Biologies 326 (2003).

Mots clés  : surface tension ; surface charge ; chemical reactivity ; cell organelles ; living systems.

Mots clés  : tension de surface ; charge de surface ; réactivité chimique ; organites cellulaires ; systèmes vivants.

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Vol 326 - N° 2

P. 141-147 - février 2003 Retour au numéro
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