Matière active et effets collectifs

Nageurs, Marcheurs, Surfers ...

La matière active est composée d’unités qui prélèvent (et dissipent) de l’énergie à (et dans) leur environnement pour produire du travail. On pense naturellement aux animaux qui peuvent se mouvoir librement en consommant de la nourriture. Mais on peut aussi penser à des systèmes artificiels. Nous avons mis au point un certain nombre de systèmes de ce type, tels que des gouttes nageuses, des grains marcheur, des colloïdes autopropulsés, et explorons leur dynamique collective, à la fois en phase liquide et en phase solide.

Robotique en essaims

Un essaim de robots est, de notre point de vue, un type spécifique de matière active, dont les unités ont des capacités de détection, de mémoire et de calcul. Nous explorons comment la fertilisation croisée des propriétés émergentes de la matière active et des capacités d’apprentissage des robots peut amener des essaims de robots à effectuer de nouvelles familles de tâches encore inexplorées.

Dynamique à mémoire de chemin de gouttes marcheuses

Effets collectifs dans les réseaux optomécaniques

Couplage entre matériaux actifs et passifs

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Séminaires


Francesc Sagues (Paris Science Chair and Universitat de Barcelona)

Lundi 17 juin 11:30-12:30 - Bibliothèque PCT - F3.04

Driven nematic colloids : From anomalous diffusion to dynamic self-assembly

Colloids dispersed in nematic liquid crystals are conventionally studied in equilibrium, where elastic interactions coming from the distortion of the nematic matrix are dominant. Here we consider driven nematic colloids both from individual and collective perspectives. Driving mechanism is mostly based on a nonlinear electrophoretic mechanism, which has a tensorial nature and, thus, can be guided at will relative to the far field orientation of the nematics.

For particular anchoring conditions at the colloid/nematic interface we find super-diffusive behavior for the individual colloidal motion transversal to the driving direction. The anomalous exponent is found to largely depend on particle size and temperature. Some theoretical hints will be given to interpret experimental results.

Collective behavior is manifested by large dynamic assemblies organized around topological defects of the nematic environment. These clusters show distinctive inhomogeneous properties at the level of the radial distribution of the number density. Results are interpreted in terms of a model that encompasses different levels of particle interactions, beyond conventionally elastic, of very different origin and length scales.