Opis projektu
Badanie kolektywnej dynamiki aktywnych układów materii 3D
Termin „aktywna materia” opisuje układy, których elementy składowe zużywają energię, co powoduje, że znajdują się one w stanie nierównowagi. Do przykładów oddziałujących ze sobą układów, których elementy znajdują się w ruchu, tworzących zadziwiające wzory należą stada ptaków, kolonie komórek i samoorganizujące się biopolimery. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu SpAM chcą stworzyć struktury 3D obejmujące mechanicznie aktywne materiały powstałe z wirujących układów koloidalnych. W szczególności zamierzają oni wyjaśnić mechanizm oddziaływań, które wpływają na dynamikę zbiorową wirujących układów koloidalnych. Ponadto badanie powinno pomóc w wyjaśnieniu, jak wewnętrzne wzburzenie ruchu wirującego w mikroskali kształtuje strukturę wirującej materii w makroskali.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
69342 Lyon
Francja