Descrizione del progetto
Condurre una sinfonia di particelle colloidali con luce e magnetismo
I colloidi, che consistono in particelle di una sostanza dispersa in un’altra, sono onnipresenti nelle applicazioni chimiche e industriali, dalle vernici e dai rivestimenti agli alimenti e ai cosmetici. Conosciamo abbastanza bene tali sistemi colloidali in equilibrio termodinamico. I sistemi colloidali fuori equilibrio – i cosiddetti colloidi attivi i cui stati sono mantenuti da forze esterne come la luce o i campi magnetici – sono un’altra storia. Una conoscenza più approfondita di questi sistemi permetterà una progettazione e un controllo razionali per numerose applicazioni ad alta tecnologia. Il progetto StaMACS, finanziato dall’UE, sta applicando metodi sperimentali e teorici per far luce sulle interazioni dinamiche nei colloidi magnetici attivi. L’attenzione si concentra sulla cristallizzazione e la fusione delle particelle colloidali, nonché sui cambiamenti nella propagazione dell’attività attraverso i cristalli.
Obiettivo
The objective of StaMACS is to uncover the dynamics of an active and loosely packed magnetic colloidal crystal. This system will consist of repulsive paramagnetic particles immersed in a bath of light-driven bacteria. We will have two independent ways to tune the interactions: 1) An external magnetic field will control the strength of the dipolar repulsion between colloids. 2) The intensity of light will control the motility of bacteria and thus the particle’s induced activity, both locally and globally. By combining experiments with simulations and theoretical analysis, we will reach a general understanding of this system’s dynamics, study its melting and crystallization transitions and examine how a local change in activity propagates throughout the crystal. Our findings will unveil the properties of a novel out-of-equilibrium system: an active colloidal solid. Furthermore, this work will stimulate theoretical investigation related to the kinetics of such systems, with strong implications on understanding the fundamental process of crystallization in the presence of activity. By a two-way transfer of knowledge, StaMACS will bring numerous mutual benefits to both the researcher and the host institution. Its results will represent a major contribution to the soft and active matter field with direct applications in physics, biology and material science.
Descriptors: Active Matter, Soft Matter, Statistical Mechanics, Magnetic Colloids
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingegneria e tecnologiaingegneria dei materialicristalli
- scienze naturaliscienze fisichefisica della materia condensatafisica della materia soffice
- scienze naturaliscienze fisichemeccanica classicameccanica statistica
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MSCA-IF -Coordinatore
00185 Roma
Italia