Descripción del proyecto
Modelado de materia activa sintética tridimensional
El movimiento autónomo de los microorganismos en los fluidos es una característica clave de la materia activa, que a su vez es un concepto básico de la física de la materia blanda. Si bien las partículas autopropulsadas sintéticas (SPP) de tamaño micrométrico pueden convertir la energía interna en movimiento dirigido, la mayoría de los sistemas experimentales son inadecuados para estudiar comportamientos colectivos como la formación de enjambres y la turbulencia activa en el espacio tridimensional, ya que suelen limitarse a sistemas bidimensionales. El proyecto SynthAct3D, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo avanzar en el estudio de la materia activa sintética mediante la transición de experimentos bidimensionales a materiales innovadores tridimensionales con funcionalidades similares a las de la vida real. Se investigarán los mecanismos básicos, centrándose en cómo la dimensionalidad y la forma de las partículas rigen la autoorganización jerárquica y aclarando el impacto de la propulsión y la dinámica microscópica en el comportamiento de las SPP tridimensionales.
Objetivo
Autonomous motion and adaptability of microorganisms in fluids are hallmark features of living systems, fueling the emergence of active matter within the realm of soft matter physics. Notably, micron-sized synthetic self-propelled particles (SPPs) have emerged as a distinct class within this domain due to their unique ability to convert internal energy into directed motion, making them ideal models for studying inherently out-of-equilibrium systems. However, a significant challenge persists: the majority of existing synthetic SPPs are ill-suited for probing the governing principles of emergent collective behaviors observed in living systems, such as swarming, active turbulence, and living clusters, particularly in 3D real space.
The ultimate aim of SynthAct3D is to pioneer a paradigm shift, transitioning synthetic active matter from the familiar territory of 2D experiments towards the uncharted terrain of 3D materials with advanced functionalities.
This fundamentally driven, experiment-centric proposal seeks to unravel the core mechanisms behind emergent phenomena observed in living systems, employing entirely synthetic units.
SynthAct3D focuses on two complementary goals, anchored in a novel experimental framework that combines innovative SPP designs, rigorous characterization, and high-speed confocal imaging:
I. Phase behavior
a. Investigate the influences of dimensionality (2D Vs 3D) and particle shape on the emergence of self-organization, both structurally and dynamically.
b. Elucidate the role of particle propulsion and the microscopic nonequilibrium dynamics in dictating the macroscopic behavior of SPPs in 3D.
II. Active materials
a. Design reconfigurable 3D active materials (e.g. shape-shifting, and glasses)
This research is expected to yield unprecedented insights into internally powered systems in 3D, paving the way for a new class of internally driven materials with applications in reconfigurable soft materials.
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. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2024-COG
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaRégimen de financiación
HORIZON-ERC -Institución de acogida
7522 NB Enschede
Países Bajos