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Active droploids

Grauer, Jens ; Schmidt, Falko ; Pineda, Jesús ; Midtvedt, Benjamin ; Löwen, Hartmut ; Volpe, Giovanni ; Liebchen, Benno (2024)
Active droploids.
In: Nature Communications, 2021, 12 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00023603
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Active matter comprises self-driven units, such as bacteria and synthetic microswimmers, that can spontaneously form complex patterns and assemble into functional microdevices. These processes are possible thanks to the out-of-equilibrium nature of active-matter systems, fueled by a one-way free-energy flow from the environment into the system. Here, we take the next step in the evolution of active matter by realizing a two-way coupling between active particles and their environment, where active particles act back on the environment giving rise to the formation of superstructures. In experiments and simulations we observe that, under light-illumination, colloidal particles and their near-critical environment create mutually-coupled co-evolving structures. These structures unify in the form of active superstructures featuring a droplet shape and a colloidal engine inducing self-propulsion. We call them active droploids—a portmanteau of droplet and colloids. Our results provide a pathway to create active superstructures through environmental feedback.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Grauer, Jens ; Schmidt, Falko ; Pineda, Jesús ; Midtvedt, Benjamin ; Löwen, Hartmut ; Volpe, Giovanni ; Liebchen, Benno
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Active droploids
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 30 September 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 14 Oktober 2021
Ort der Erstveröffentlichung: London
Verlag: Springer Nature
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Nature Communications
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 12
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 8 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023603
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23603
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

Active matter comprises self-driven units, such as bacteria and synthetic microswimmers, that can spontaneously form complex patterns and assemble into functional microdevices. These processes are possible thanks to the out-of-equilibrium nature of active-matter systems, fueled by a one-way free-energy flow from the environment into the system. Here, we take the next step in the evolution of active matter by realizing a two-way coupling between active particles and their environment, where active particles act back on the environment giving rise to the formation of superstructures. In experiments and simulations we observe that, under light-illumination, colloidal particles and their near-critical environment create mutually-coupled co-evolving structures. These structures unify in the form of active superstructures featuring a droplet shape and a colloidal engine inducing self-propulsion. We call them active droploids—a portmanteau of droplet and colloids. Our results provide a pathway to create active superstructures through environmental feedback.

Freie Schlagworte: Colloids, Statistical physics, thermodynamics and nonlinear dynamics
ID-Nummer: Artikel-ID: 6005
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-236038
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)
05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) > Theorie weicher Materie
Hinterlegungsdatum: 30 Sep 2024 08:16
Letzte Änderung: 11 Okt 2024 14:57
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