Descripción del proyecto
«Nadadores» coloidales blandos para descubrir territorios desconocidos
Los avances —y las aspiraciones— tecnológicos florecen en el ámbito de lo muy pequeño. La capacidad de crear materiales inteligentes autónomos a escalas microscópicas que sean capaces de un movimiento «basado en decisiones» podría revolucionar las capacidades de los dispositivos a microescala para una miríada de aplicaciones. El proyecto ACTIVE_ADAPTIVE, financiado con fondos europeos, está tras la pista de una nueva clase de materiales blandos activos a los que llaman micronadadores artificiales. Contarán con regulación a escala de una partícula, podrán modular su comportamiento colectivo y enviar señales químicas como, por ejemplo, en forma de cambios de pH. El control de un acoplamiento fuerte entre partículas permitirá controlar los comportamientos colectivos emergentes para aplicaciones novedosas.
Objetivo
The vision of creating autonomous materials constituted of microscale motile units promises to disrupt a broad range of technologies but is still far beyond our reach. Inspired by nature, these materials are active, i.e. they convert available energy into functions, and adaptive, i.e. they respond to stimuli by reconfiguring via internal feedback and signalling schemes. In order to progress, we need to rethink the way in which we design, fabricate and control synthetic active units, aka active colloids or artificial microswimmers.
I propose an innovative approach that combines colloidal synthesis, assembly and actuation with nanofabrication and the implementation of feedback to realize a new class of active colloids. Borrowing ideas from soft-robotic systems, we aim to realize and study “cyber-free” artificial microswimmers, which, in addition to on-board energy conversion, present internal degrees of freedom allowing for sensing, feedback and communication pathways ultimately to be regulated without external intervention. In particular, we will: 1) Numerically and experimentally implement feedback schemes to regulate single-particle motility and collective behaviour based on control theory. 2) Use a unique combination of capillary assembly and two-photon nanolithography to create shape-shifting active colloids that autonomously regulate their motility based on stimuli orthogonal to their propulsion schemes. 3) Create “transmitting” and “receiving” active colloids, sending and sensing chemical signals (pH changes), to regulate their motility.
By introducing strong coupling between particles, and with stimuli beyond classical colloidal interactions, this proposal will enable a forward leap in the study of the emergent physics of active systems, as required to realize the vision of autonomous materials and microscale devices.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
8092 Zuerich
Suiza