Descripción del proyecto
La fusión de campos de materia blanda puede dar lugar a micromáquinas con voluntad propia
El agua en estado líquido se produce directamente al descongelarse el hielo cristalino sólido. Sin embargo, otros materiales presentan una fase intermedia. Las moléculas de estas partículas conocidas como cristales líquidos se autoorganizan de maneras que hacen que su orientación resista a ciertas deformaciones a pesar de «fluir». Este ordenamiento es pertinente para conceptos que van desde la organización de membranas biológicas hasta las pantallas de cristal líquido para productos de electrónica de consumo. Los coloides de cristal líquido constituyen una interesante integración de cristal líquido y coloides que implican la dispersión de partículas coloides en un medio de cristal líquido en lugar de hacerlo en líquidos convencionales. El automontaje de estos sistemas puede dar lugar a comportamientos físicos similares a los de los sistemas biológicos. El proyecto financiado con fondos europeos [LC]2 tiene como finalidad aprovechar estas propiedades para impulsar el automontaje de fluidos activos: minimáquinas coloides de cristal líquido, biomiméticas y con movilidad autónoma.
Objetivo
We propose an unprecedented class of soft, self-assembled and self-motile micro-machines. The combined qualities of active fluids and colloidal liquid crystals can be leveraged to design intrinsically out-of- equilibrium hierarchal structures, or ‘Living’ Colloidal Liquid Crystals [LC]2. The study of colloidal interactions and self-assembly in active nematics has yet to be considered and constitutes an unexplored and inter-disciplinary application of the emerging sciences of active matter and colloidal liquid crystals. Activity will endow dynamical multi-scale colloidal structures with autonomous functionality, including self-motility, self-revolution and dynamical self-transformations, which are exactly the characteristics one would desire for a first generation of autonomous components of micro-biomechanical systems and soft micro-machines. As hybrids between biological active fluids and man-made materials, [LC]2 structures represent an early foray into ‘living’ metamaterials, in which active self-assembly of simple components produces a rich diversity of behaviours and the potential for autonomously tunable material properties, mimicking biological complexity. In particular, we hypothesize self-assembled [LC]2 dimer turbines, colloidal flagella and ant-like group retrieval. These systems represent a fundamentally innovative concept that we propose to drive nanotechnology into a new future of soft materials that biomimetically self-assemble and autonomously enact functions. It is our multiscale coarse-grained simulations and expertise in flowing active nematic fluids that generates the opportunity for this unique line of research.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
EH8 9YL Edinburgh
Reino Unido