Denis BartoloProfesseur des universités ENS de Lyon au Laboratoire de physique (LPENSL, ENS de Lyon / CNRS)

Projet SpAM

Spinning Active Matter (Matière active en rotation)

Nous sommes de la matière active. Nous pouvons déformer notre corps et nous déplacer sans avoir recours à l’action de forces extérieures pour nous courber ou nous pousser. Cette remarquable propriété n’est pas spécifique aux êtres vivants. Depuis plus de dix ans, physiciens et chimistes ont su motoriser les constituants élémentaires d’un grand nombre de liquides pour leur permettre de s’écouler spontanément. Les propriétés de ces liquides actifs émergent du mouvement millions d’unités microscopiques motiles en interaction. Si elles sont bien comprises, elles restent aujourd’hui limitées à des films bidimensionnels voués à demeurer des prototypes de laboratoire. 

Le projet SpAM fera explorer la troisième dimension à la matière active. Nous proposons de changer de paradigme pour assembler des matériaux actifs tridimensionnels aux propriétés fondamentales encore inexplorées et à haut potentiel applicatif. Nous réaliserons la première génération de matériaux autoassemblés à partir de spinneurs synthétiques, des particules incapables de se propulser mais douées de mouvement de rotation auto-entretenu. En combinant expériences microfluidiques, imagerie confocale et théorie, nous établirons les fondements des nouveaux états de la matière émergeant de la rotation collective ou de la frustration de millions de spinners en interactions. Nous expliquerons comment la structure, les écoulements spontanés et les propriétés mécaniques des liquides de spinneurs sont dictés par les interactions microscopiques entre leurs constituants qui échappent aux contraintes des lois de l’équilibre thermodynamique et à notre intuition de physiciens.