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无论是游泳还是洗东西，在水里泡10分钟以上，大拇指和脚趾很可能会皱起来，看起来像葡萄干。那么为什么我们的手指和脚趾泡在水里会起皱呢？德国图宾根大学的Roland Roth教授和埃尔兰根大学的Myfanwy Evans博士终于解开了手指泡在水里为什么会起皱的秘密：皮肤外层可以吸收水分并膨胀，形成单个皱纹——但干燥后会立即恢复到原来的状态。这个吸水膨胀的过程发生在皮肤的最外层，最外层是由死细胞组成的，这些死细胞会像砖块一样堆积起来。这些细胞充满了由蛋白质角质组成的细丝网络。这些角质细丝相互交错形成一个三维网格。研究人员发现，当细丝被拉伸时，晶格的体积可以增加5倍。罗斯和埃文斯展示了这种结构如何帮助细胞扩张和收缩。“就像弹簧一样，你越拉伸细丝，它产生的弹性能量就越多，”研究小组说。他们还建立了一个模型来描述这个系统的能量是如何由于细丝网络的空间变化而变化的。计算机模型显示了干皮肤(左)和湿皮肤(右)的角质细丝的结构。首先，研究人员计算了细丝吸水的“意愿”，发现这种能量正在减少，这意味着这种结构倾向于膨胀和吸水。但他们认为一定有其他力量来逆转系统的膨胀，因为这个过程在真实细胞中很容易逆转。受此前细丝弹性测量结果的启发，研究人员意识到拉伸细丝的张力可以提供一个反作用力。这种反作用力的相互作用，保证了由于皮肤物理结构的限制，皮肤只能吸收一定程度的水分，只能在两种极端状态之间来回运动。研究人员得出结论，角质细丝的几何结构对于皮肤对水的反应非常重要，因此它确保了系统处于合理的能量范围，可以有效地促进和抑制扩张。罗斯和埃文斯的研究可以帮助治疗一系列皮肤病，并利用皮肤的惊人特性创造新材料。这项研究发表在《物理评论快报》期刊上。(编译/闫妍刘星)

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