
Out-Of-Equilibrium Soft Matter: Active Fluids
Der Begriff „aktive Flüssigkeiten“ bezieht sich auf Bewegungen, die durch die Umwandlung von Energie aus der Umgebung in gerichtete Bewegung entstehen. Es gibt viele Beispiele, sowohl natürliche als auch synthetische, darunter einzelne schwimmende Bakterien oder bewegliche Zellen, Tropfen und Blasen, die sich aufgrund von Oberflächenspannungen bewegen (so genannte Marangoni-Bewegungen), und chemisch oder optisch angetriebene Kolloide.
Die Erforschung aktiver Flüssigkeiten bietet neue Einblicke in Nicht-Gleichgewichtssysteme, hat das Potenzial für neue Anwendungen und eröffnet neue Wege in Physik, Chemie, Biologie und Technik. Dieses Buch bietet eine fachkundige Einführung in aktive Flüssigkeitssysteme, die einfache bis komplexe Umgebungen abdeckt. Es erklärt das Zusammenspiel von chemischen Prozessen und Hydrodynamik, einschließlich der Rolle mechanischer und rheologischer Eigenschaften in aktiven Fluiden, mit Bezug auf Experimente, Theorie und Simulationen.
Diese Konzepte werden für eine Vielzahl von Szenarien erörtert, wie z. B.
die Flugbahnen von Mikroschwimmern, das Kriechen von Zellen und das Rühren von Flüssigkeiten, und sie gelten für das kollektive Verhalten von dichten Suspensionen und aktiven Gelen. Aufkommende Forschungsrichtungen werden hervorgehoben, die von der Rolle aktiver Prozesse für biologische Funktionen bis hin zu programmierbaren aktiven Materialien reichen und das aufregende Potenzial dieses sich schnell entwickelnden Forschungsgebiets aufzeigen.