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'Living' Colloidal Liquid Crystals

Description du projet

Fusionner les champs de matière molle pourrait mener à des micromachines disposant de leur propre conscience

L’eau passe directement de l’état de glace cristalline solide à celui d’eau liquide. Certains matériaux présentent une étape intermédiaire. Les molécules de ces «cristaux liquides» s’auto-organisent de manière à ce que leur orientation résiste à certaines déformations malgré l’«écoulement». Cet ordre est pertinent pour des concepts allant de l’organisation de la membrane biologique aux écrans à cristaux liquides pour les produits de consommation. Les colloïdes de cristaux liquides représentent une passionnante intégration de cristaux liquides et de colloïdes; dans ce cas, les particules colloïdales sont dispersées dans un milieu de cristal liquide contrairement aux liquides conventionnels. L’autoassemblage de ces systèmes peut entraîner des comportements physiques émergents semblables à ceux des systèmes biologiques. Le projet [LC]2, financé par l’UE, entend exploiter ces propriétés pour stimuler l’autoassemblage de nématiques actives; des minimachines à cristaux liquides colloïdaux biomimétiques, indépendamment mobiles.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-STG - Starting Grant

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

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

THE UNIVERSITY OF EDINBURGH
Contribution nette de l'UE
€ 1 358 083,65
Adresse
OLD COLLEGE, SOUTH BRIDGE
EH8 9YL Edinburgh
Royaume-Uni
Région
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 358 083,65

Bénéficiaires (2)