Τα ενεργά υγρά είναι συστήματα που αποτελούνται από βακτήρια και κυτταρικούς ιστούς. Επειδή τα συστατικά τους μπορούν να παράγουν δυνάμεις και να κινούνται ανεξάρτητα, μπορούν να ρέουν αυθόρμητα. Οι αυθόρμητες ροές μπορούν να γίνουν χαοτικές εάν το επίπεδο δραστηριότητας είναι πολύ υψηλό. Αυτό είναι παρόμοιο με τη χαοτική συμπεριφορά των συνηθισμένων υγρών. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης έχουν ανακαλύψει καθολικούς νόμους που διέπουν την ταραχώδη συμπεριφορά των υγρών. Η έρευνά τους έχει δημοσιευθεί στο Physical Review X.

Επειδή οι χαοτικές ροές σε ενεργά υγρά μοιάζουν οπτικά με συνηθισμένες αναταράξεις, ονομάζονται ενεργές αναταράξεις. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό νανοκινητήρων. Μπορεί επίσης να εξηγήσει πολύπλοκες ροές σε ζωντανά συστήματα όπως πώματα πληγών. Οι ερευνητές της UB ισχυρίζονται ότι η έρευνά τους “είναι σχετική” επειδή δείχνει ότι οι ενεργές ροές αναταράξεων, παρά το γεγονός ότι είναι πολύπλοκες και χαοτικές, μπορούν να περιγραφούν χρησιμοποιώντας απλούς και γενικούς μαθηματικούς νόμους.

Χρησιμοποίησαν ενεργά υγρά κατασκευασμένα από κυτταροσκελετικές πρωτεΐνες, ένζυμα και άλλες πηγές ενέργειας για να δημιουργήσουν δυνάμεις και να ρέουν φυσικά. Οι ερευνητές από τα ινστιτούτα των UB, UBICS και IN2UB δημιούργησαν ένα λεπτό στρώμα αυτού του ενεργού υλικού που περιβάλλεται από δύο παθητικά υγρά, νερό και λάδι.

Χάρη στους φθορίζοντες ιχνηθέτες,το βίντεο καταγράφει τη χαοτική ροή σε ένα ενεργό πνευματικό. Πίστωση: Β.Martinez-Prat et αϊ. Φυσ.Rev. Phys.Αναθ.

Οι ερευνητές μέτρησαν επίσης τις ροές υγρών σε ενεργά υγρά και επιβεβαίωσαν πειραματικά δύο καθεστώτα ροής που είχαν προβλέψει θεωρητικά. Τα πειράματα αποκάλυψαν επίσης ένα νέο καθεστώς ροής λόγω της σύζευξης μεταξύ του ενεργού στρώματος και των περιβαλλόντων παθητικών υγρών. Η μελέτη αυτή υπογραμμίζει τη σημασία των παθητικών υγρών γύρω από το ενεργό σύστημα. Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα θεωρητικό πλαίσιο για να εξηγήσουν τα αποτελέσματα. Θεωρεί τις επιδράσεις των παθητικών υγρών και προβλέπει τους νόμους εξουσίας που παρατηρήθηκαν στα πειράματα.

Continue reading οι ερευνητές αποκαλύπτουν τις καθολικές ιδιότητες και τις λειτουργίες της ενεργού αναταραχής

Περισσότερες πληροφορίες: Berta Martnez-Prat et., Καθεστώτα κλιμάκωσης για ενεργές αναταράξεις με εξωτερική διάχυση. Φυσική Ανασκόπηση X (2021). Πληροφορίες από το περιοδικό: Physical Review X Berta Martnez Martnez-Prat et al., Καθεστώτα κλιμάκωσης για ενεργές αναταράξεις με εξωτερική διάχυση. (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.031065