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Spinning Active Matter

Description du projet

Une étude se penche sur la dynamique collective des systèmes de matière active en 3D

Le terme «matière active» décrit des systèmes dont les éléments constitutifs consomment de l’énergie et ne sont donc pas à l’équilibre. Des exemples de systèmes mobiles en interaction qui présentent des configurations éblouissantes sont les volées d’oiseaux, les colonies de cellules et les biopolymères auto-organisés. Le projet SpAM, financé par l’UE, entend créer des structures en 3D qui intègrent des matériaux mécaniquement actifs assemblés à partir de «colloidal spinners» (entités rotatives colloïdales). Plus particulièrement, le projet vise à mettre au jour les interactions qui dictent la dynamique collective de ces «colloidal spinners». En outre, l’étude devrait fournir des explications sur la manière dont la frustration intrinsèque du mouvement de rotation à l’échelle microscopique façonne la structure macroscopique de la matière en rotation.

Objectif

Active-matter physics describes the mesmerizing dynamics of interacting motile bodies: from bird flocks and cell colonies, to collections of synthetic units independently driven far from equilibrium. Until now, however, all man-made realizations have been merely limited to 2D model systems. We will introduce a paradigm shift to upgrade the status of synthetic active matter from aesthetic 2D experiments to genuine 3D materials with unanticipated engineering applications.

The essential goal is to construct the first generation three-dimensional active materials assembled from colloidal spinners, and to lay out the foundations of spinning active matter.

I articulate my project around three complementary aims, all based on a unique experimental platform combining high-content microfluidics, smart colloidal design, optical tweezers, and high-speed confocal imaging:

Aim 1. Spinner Interactions.
We will introduce a versatile microfluidic platform to disentangle, tailor and elucidate the pair interactions which dictate the collective dynamics of colloidal spinners.

Aim 2. Frustration-induced (dis)order.
Building first on model experiments on spinning monolayers, we will explain how the intrinsic frustration of spinning motion at the microscopic scale shapes the macroscopic structure and flows of spinning matter.

Aim 3. Spinner liquids, solids and liquid crystals.
We will then be equipped to introduce the first generation of tree dimensionnal liquids, solids and liquid crystals assembled from synthetic active matter. Combining microfluidics and high-speed confocal imaging, we will establish their phase behavior and relate their inner microscopic dynamics to their macroscopic mechanical response.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-ADG - Advanced Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON
Contribution nette de l'UE
€ 2 443 276,00
Adresse
PARVIS RENE DESCARTES 15
69342 Lyon
France
Région
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Rhône
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 443 276,00

Bénéficiaires (1)