Structuration de la dynamique de suspensions de bactéries – StruBaDy

Notre but est d'exposer les principes de conception des mésophases actives. Ces états de matière active seront auto-assemblés à partir de bactéries nageuses avec des interactions contrôlées de l'extérieur. Tout d'abord, nous ajouterons des interactions attractives dans les dispersions de bactéries initialement répulsives. En utilisant des stratégies de pointe de la science colloïdale, l'attraction se fera par l’intermédiaire de dépletants thermosensibles. Profitant de cette attraction contrôlée par la température, nous étudierons les mésophases actives de différentes symétries et déterminerons les voies cinétiques de transition d'une mésophase active à une autre. Deuxièmement, nous établirons les propriétés structurelles et de transport de la mésophase active dans les milieux à motifs. Nous tirerons profit des techniques de micro-fabrication pour concevoir des piliers cylindriques avec des répartitions spatiales contrôlées. En pratique, dans la dispersion diluée des bactéries, en comptant sur les dépletants, nous visons à canaliser les bactéries en orbite autour des piliers. En affinant le temps d'orbite des bactéries avec l’attraction engendrée par la deplétion, nous étudierons la dynamique de saut des bacterie dans les réseau de piliers. Enfin, dans les suspensions denses de suspensions bactériennes avec dépletants, nous visons à nucléer les condensats de bactéries motiles autour des micro-piliers et à profiter des effets bactériens collectifs pour imiter les structures atomiques telles que les atomes, les molécules et les solides. L'atome mésoscopique sera composé d'un nuage de bactéries en orbite autour d'un pilier. Une molécule mésoscopique sera composée de deux atomes mésoscopiques en interaction. La force de la liaison moléculaire correspondra au degré de synchronisation entre des nuages de bactérie en en orbite des deux atomes mésoscopiques. Les solides mésoscopiques correspondent à des atomes mésoscopiques en interaction sur un réseau. En jouant avec l'organisation des piliers et le sens de rotation des bactéries autour des piliers, nous allons générer un ordre à longue portée. Nous visons à auto-assembler des structures avec un ordre ferromagnétiques et antiferromagnétiques ainsi que de mésophases chirales en utilisant des frustrations géométriques. En résumé, ce projet portera au niveau suivant le concept de colloïdes comme atomes géants en utilisant la synergie entre bactéries, dépletants et micro-piliers.