Les styles de nage des microrobots
Mais tous les nageurs n'ont pas la même vitesse ou le même mouvement. De plus, le type de microenvironnement affectera des variables comme la vitesse et la direction. Dans le contexte des microrobots capables d'administrer des médicaments, la contrôlabilité est extrêmement importante. Le projet MICROENVS («Microswimmer environments: modelling, control and tailoring») a rassemblé des experts de la physique de matière molle et de l'hydrodynamique pour modéliser les effets des micronageurs sur la dynamique de leurs environnements et vice versa. Les variables comprenaient différents rythmes de nage et leur interaction avec des objets passifs, comme les filaments et les limites élastiques. Les microrobots, comme les micro-organismes, nagent dans un environnement à faible nombre de Reynolds, requérant des méthodes de nage qui diffèrent des nageurs macrométriques. Les chercheurs MICROENVS ont développé un modèle hydrodynamique d'un nageur à faible nombre de Reynolds qui décrit des trajectoires circulaires. Cela pourra servir de modèle pour des microrobots artificiels qui réalisent des tâches de transport et de pompage. Les microbes utilisent une variété d'organites comme les flagelles pour la mobilité. Les flagelles et les algues ciliées produisent des champs d'écoulement et les chercheurs ont développé un modèle pour prédire leur interaction avec des membranes rigides et élastiques. Les résultats ont mis en lumière la manière dont la motilité des nageurs est affectée dans des conditions de confinement et le mouvement des bactéries in vivo. Les chercheurs ont également modélisé le mouvement de chaînes de polymère sous confinement. Cela permettra de comprendre la manière dont les biopolymères sont capables de traverser la membrane cellulaire ainsi que les techniques de pointe pour le tri de l'ADN. Les chercheurs ont également développé des dispositifs de rectification qui trient des nageurs selon leur rythme de nage. Un autre système développé par les chercheurs permet la modélisation de la dynamique de nombreuses particules en suspension. Ces modèles incluent les mouvements collectifs des nageurs et leur interaction avec les objets par extension. Les travaux de suivi se concentreront principalement sur l'utilisation d'algorithmes numériques développés pour étudier la dynamique de nombreux nageurs en confinement, ainsi que leur interaction avec les amas de polymère et les environnements de nage rencontrés par les bactéries dans l'organisme. L'interaction des nageurs avec les environnements complexes est un domaine vaste incorporant des domaines inimaginables pour l'instant. À l'heure actuelle, le domaine est ouvert à la recherche dans le contexte du diagnostic et de l'administration de médicaments à la production de biocarburants en utilisant des algues.
Mots‑clés
Microrobot, micronageur, modélisation, nombre de Reynolds, microbes, administration de médicaments, production de biocarburants
