Descrizione del progetto
La fusione dei campi di materia soffice potrebbe portare a micro-macchine con menti proprie
L’acqua si scioglie direttamente dal ghiaccio solido cristallino in acqua liquida. Alcuni materiali presentano una fase intermedia. Le molecole di questi cosiddetti cristalli liquidi si auto-organizzano in modo che il loro orientamento resista a certe deformazioni nonostante il loro «flusso». Questo ordine riguarda concetti che vanno dall’organizzazione di membrane biologiche ai display a cristalli liquidi per prodotti di consumo. I colloidi a cristalli liquidi rappresentano un’interessante integrazione di cristalli liquidi e colloidi; qui, a differenza dei liquidi convenzionali, le particelle colloidali sono disperse in un mezzo a cristalli liquidi. In tali sistemi, l’auto-assemblaggio può portare a comportamenti fisici emergenti simili a quelli dei sistemi biologici. Il progetto [LC]2, finanziato dall’UE, prevede di sfruttare tali proprietà per stimolare l’auto-assemblaggio di nematici attivi, mini-macchine colloidali a cristalli liquidi, biomimetiche e autonomamente mobili.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
EH8 9YL Edinburgh
Regno Unito