Mouvement brownien au voisinage d'interfaces molles – EMetBrown

Les contacts mous et lubrifiés sont omniprésents, de la géologie à la biologie, et sont cruciaux pour l'ingénierie. En outre, de nombreux processus clés de la vie sont régis par la motilité microscopique dans des environnements liquides, mous et confinés, dans le but d'atteindre des cibles spécifiques. En matière molle, une force de portance élastohydrodynamique (EHD) émergente a été théoriquement prédite récemment pour les corps élastiques se déplaçant les uns par rapport aux autres dans un fluide. Une communauté active, comprenant le coordinateur, a ainsi exploré cet effet frappant avec divers modèles et expériences déterministes, montrant sa pertinence potentielle pour les systèmes biologiques et nanométriques. Dans ce contexte, et au-delà du cas déterministe déjà exploré, l’hypothèse du coordinateur est que ces forces EHD seraient même spontanément déclenchées par les fluctuations thermiques. Le résultat est un scénario de migration original à petite échelle - avec d'énormes implications potentielles. Cependant, il est intéressant de noter que les études sur le sujet sont rares.

L'ambition d'EMetBrown est de relever ce défi et de poser ainsi les jalons d'une nouvelle description physique de la motilité biologique, en résolvant un problème fondamental à la frontière entre la physique des milieux continus et la mécanique statistique : le mouvement brownien au voisinage d’interfaces molles. Les trois objectifs sont de révéler, explorer et exploiter les signatures d'un tel effet, ouvrant alors la voie à la conception de nouvelles méthodes pour la rhéologie des matériaux biologiques et nanométriques, la microsynthèse de surfaces, et/ou la recherche médicale.

Ces objectifs seront atteints par une combinaison unique d'expériences, de théorie et de résolutions numériques - qui sont toutes familières pour le coordinateur compte tenu de ses recherches antérieures. EMetBrown implique trois configurations expérimentales de base (colloïdes libres, piégeage optique et microscopie à force atomique), trois modèles théoriques de base (lubrification molle, théorie stochastique et simulations de Langevin) et trois outils d'exploration (microfluidique, rhéométrie en suspension et dynamique moléculaire). Ces méthodes seront employées dans quatre « workpackages », couvrant les interfaces rigides, souples, biologiques et fluctuantes, ainsi que l’ajout d’un écoulement extérieur.