Anar al contingut

Decorregut actiu

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Un decorregut actiu és un material bla dens que els seus constituents poden autopropulsarse.[1][2][3][4] Els eixemples inclouen suspensions denses de bactèries, rets de microtúbuls o nadadors artificials.[2] Estos materials cauen en l'àmplia categoria de matèria activa i diferixen significativament en les seues propietats comparant-les en les dels decorreguts passius,[5] que poden descriure's utilisant l'equació de Navier-Stokes. Encara que els sistemes clasificables com a decorreguts actius s'han observat i investigat en diferents contexts durant un llarc temps, l'interés científic en les propietats directament relacionades en l'activitat ha aumentat únicament en les últimes dos décades. Estos materials han mostrat una gran varietat de fases diferents des dels patrons ben ordenats fins a estats caòtics. Les investigacions experimentals recents han sugerit que les distintes fases dinàmiques exhibides pels decorreguts actius poden tindre importants aplicacions tecnològiques.[6][7]

Terminologia

Els térmens «decorreguts actius», «nemática activa» i «cristals líquits actius» s'han utilisat casi com a sinònims per a denotar les descripcions hidrodinàmiques de matèria activa densa.[2][8][9][10] Encara que en molts aspectes descriuen el mateix fenomen, existixen diferències sotils entre ells. «Nemática activa» i «cristals líquits actius» es referixen a sistemes a on els elements constituents tenen orde nemático, mentres que «decorreguts actius» és el terme més genèric que combina sistemes en interaccions tant nemáticas com a polars.

Eixemples i observacions

Existix un ampli ranc d'elements celulars i intracelulars que formen decorreguts actius. Estos inclouen sistemes de microtúbuls, bactèries, espermatozoides aixina com micronadadores inanimados.[2] Estos sistemes formen una gran varietat d'estructures com a rets regulars i irregulars, aixina com estats aparentment aleatoris en dos dimensions.

Formació de patrons

Els decorreguts actius han mostrat organisació en rets regulars i irregulars en una àmplia varietat de configuracions. Estes inclouen rets hexagonals de microtúbuls,[11] i rets de vórtice regular d'espermatozoides.[12] Des d'un punt de vista topològic, pot considerar-se que els elements constituents en els estats cuasiestacionaris dels decorreguts actius deuen necessàriament ser vórtices. No obstant, se sap poc sobre l'escala d'estos sistemes.

Turbulència activa

Els estats caòtics que presenten els decorreguts actius es cataloguen com a turbulència activa.[13] Estos estats són cualitativamente similars a la turbulència hidrodinàmica, i per això reben eixe nom. No obstant, l'investigació recent ha indicat que les propietats estadístiques associades en estos fluix són prou diferentesa les de la turbulència hidrodinàmica.[5][14]


Referències

  1. ↑ «From chaos to order in active fluids».Science.355(6331)
    1262–1263.ISSN 0036-8075.doi:10.1126/science.aam8998.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 (2018).«Rheology of Active Fluids».Annual Review of Fluïu Mechanics.50(1)
    563–592.doi:10.1146/annurev-fluïu-010816-060049.
  3. ↑ «Hydrodynamics of soft active matter».Reviews of Modern Physics.85(3)
    1143–1189.doi:10.1103/RevModPhys.85.1143.
  4. ↑ (2010) Rheology of complex fluids, New York: Springer, pp. 193. OCLC 676699967. ISBN 9781441964946.
  5. ↑ 5,0 5,1 «New class of turbulence in active fluids».Proceedings of the National Academy of Sciences.112(49)
    15048–15053.ISSN 0027-8424.doi:10.1073/pnas.1509304112.
  6. ↑ «Playful topology».Nature Materials.13(11)
    1004–1005.ISSN 1476-4660.doi:10.1038/nmat4123.
  7. ↑ «Nature's engines: active matter».Europhysics News.48(2)
    21–25.ISSN 0531-7479.doi:10.1051/epn/2017204.
  8. ↑ «Spontaneous flow in polar active fluids: the effect of a phenomenological self propulsion-like term».The European Physical Journal I.39(1)
    1.ISSN 1292-8941.doi:10.1140/epje/i2016-16001-2.
  9. ↑ (2014).«Topology and dynamics of active nematic vesicles».Science.345(6201)
    1135–1139.ISSN 0036-8075.doi:10.1126/science.1254784.
  10. ↑ «Hydrodynamics and Rheology of Active Liquid Crystals: A Numerical Investigation».Physical Review Letters.98(11)
    118102.doi:10.1103/PhysRevLett.98.118102.
  11. ↑ «Large-scale vortex lattice emerging from collectively moving microtubules».Nature.483(7390)
    448–452.ISSN 1476-4687.doi:10.1038/nature10874.
  12. ↑ «A Self-Organized Vortex Array of Hydrodynamically Entrained Sperm Cells».Science.309(5732)
    300–303.ISSN 0036-8075.doi:10.1126/science.1110329.
  13. ↑ «Active turbulence in active nematics».The European Physical Journal Special Topics.225(4)
    651–662.ISSN 1951-6355.doi:10.1140/epjst/i2015-50324-3.
  14. ↑ «Vortex dynamics and Lagrangian statistics in a model for active turbulence».The European Physical Journal I.41(2)
    21.ISSN 1292-8941.doi:10.1140/epje/i2018-11625-8.
Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Decorregut_actiu&oldid=1189898»