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Gli autori hanno misurato le proprietà magnetiche di un singolo batterio *Magnetospirillum gryphiswaldense* tramite magnetometria di coppia ultrasensibile, combinando i dati con microscopia elettronica e simulazioni micromagnetiche per rivelare le configurazioni dei magnetosomi e le caratteristiche magnetiche della catena all'interno della cellula.
Questo studio propone un modello minimo che dimostra come la massimizzazione entropica degli spaziatori generi forze attrattive tra gli adesivi, inducendo un lento riarrangiamento microscopico e un'aggregazione che spiegano il fenomeno dell'invecchiamento e la transizione liquido-solido nei condensati biomolecolari.
Il paper propone un modello matematico semplice che descrive il moto accoppiato di particelle attive e passive in due dimensioni, collegato da una molla lineare e soggetto a repulsione, rivelando tramite simulazioni e analisi teorica l'esistenza di moti rettilinei, circolari e a slalom in funzione dell'intensità dell'autopropulsione.
Lo studio analizza il nuoto di batteri *E. coli* filamentosi indotti da antibiotici in flussi a basso numero di Reynolds, rivelando che la loro motilità combina rotazione del corpo rigido e riorientamento chirale per generare un movimento "ondulante" che, in presenza di flusso, favorisce la migrazione verso le pareti canalari attraverso la reotassi, a differenza dei batteri non motili che seguono semplicemente le linee di flusso.
Questo articolo presenta un modello matematico basato sull'energia libera che descrive il moto difusioretico e la deformazione ellittica di una goccia su una superficie liquida, identificando tre stati stabili e le relative transizioni.
Questo studio estende il gruppo di rinormalizzazione funzionale ai liquidi classici tridimensionali, in particolare quelli di Lennard-Jones, dimostrando che il metodo mantiene una coerenza termodinamica superiore rispetto alle tradizionali equazioni integrali e raggiunge un'accuratezza comparabile alle simulazioni di dinamica molecolare senza ricorrere a sistemi di riferimento a nucleo rigido.
Questo studio presenta un idrogel adattivo a base di alginato e poliacrilamide contenente glucosio ossidasi che genera onde chimiche di pH per innescare un'indurimento meccanico autonomo e spazialmente controllato, rivelando come la trasduzione chemomeccanica sia il fattore limitante e richieda un continuo apporto di energia per convertire stimoli localizzati in risposte meccaniche sistemiche.
Questo primo articolo di una revisione in due parti esamina i modelli fenomenologici e microscopici utilizzati per descrivere le risposte delle reazioni biologiche alla temperatura, evidenziando le deviazioni dal comportamento di Arrhenius e definendo grandezze operative come le temperature ottimali e i limiti termici.
Questo articolo, seconda parte di una serie, esamina i meccanismi a livello di rete e le dinamiche emergenti che spiegano come le dipendenze termiche delle singole reazioni biochimiche si trasformino in risposte sistemiche non lineari, limiti termici e compensazione della temperatura, fornendo un ponte meccanicistico tra modelli empirici e l'organizzazione molecolare dei sistemi biologici.
Questo studio presenta un microsciatore elastico a tre sfere azionato magneticamente che sfrutta il collasso isterico reversibile per generare un movimento netto non reciproco a basso numero di Reynolds, consentendo il controllo indipendente di più microrobot tramite un unico campo magnetico e aprendo nuove prospettive per interventi medici microinvasivi.
Questo lavoro dimostra teoricamente che l'algoritmo di cancellazione del rumore per i sistemi browniani è esatto all'equilibrio termico poiché le correlazioni incrociate si annullano, mentre nei sistemi fuori equilibrio queste rimangono finite, fornendo un criterio per distinguere gli stati e indicando la necessità di correzioni per mantenere l'accuratezza del metodo.
Questo studio dimostra che il modello a barriere casuali (RBM), pur basandosi sull'ipotesi irrealistica di minimi energetici identici e privo di parametri liberi, descrive la dinamica intrinseca di liquidi vetrosi ternari in regime estremamente viscoso con maggiore accuratezza rispetto alla legge di von Schweidler, permettendo una previsione più precisa del coefficiente di diffusione.
Questo studio dimostra sperimentalmente la creazione, il controllo deterministico del movimento e il parcheggio di toroni topologici in cristalli liquidi nematici chirali mediante campi elettrici a corrente alternata, permettendo la loro applicazione in dispositivi di memoria, patterning riconfigurabile e micromanipolazione.
Attraverso simulazioni di dinamica molecolare, lo studio rivela che il collasso di un omopolimero in un canale cilindrico avviene in due fasi distinte (formazione di una "collana di perle" e successiva transizione in un globulo sferico), caratterizzate da tempi di rilassamento e energie di attivazione che dipendono diversamente dal raggio di confinamento, pur mostrando una crescita universale delle dimensioni dei cluster a temperatura costante.
Lo studio analizza numericamente l'impatto di un campo magnetico esterno sulla dinamica dei grandi polaroni in sistemi quasi-unidimensionali, dimostrando che tale influenza dipende non solo dall'intensità del campo ma anche dai parametri specifici del sistema che ne definiscono le proprietà, come energia, ampiezza e larghezza di localizzazione.
Lo studio dimostra che l'attività delle particelle nelle sospensioni non browniane può indurre un "dethickening" (riduzione della viscosità) a grandi sollecitazioni, permettendo di sintonizzare la reologia del sistema attraverso un parametro adimensionale che quantifica la competizione tra l'auto-propulsione e la formazione di contatti attritivi indotti dal flusso.
Questo studio presenta la prima osservazione diretta della fusione in tre stadi di un cristallo continuo spazio-temporale macroscopico in un sistema di dischi granulari attivi, rivelando come l'ordine spaziale e quello temporale si distruggano attraverso meccanismi distinti e disaccoppiati.
Questo studio di simulazione dinamica molecolare rivela che la topologia a stella dei polimeri influenza significativamente la dinamica di riempimento capillare nei nanopori, causando una penetrazione più lenta o più veloce rispetto alla previsione di Lucas-Washburn a seconda della lunghezza dei bracci, aumentando l'orientamento e i punti di intreccio durante il flusso, e rallentando il raggiungimento dell'equilibrio post-imbibizione a causa di effetti di adsorbimento e attrito più marcati.
Il paper presenta un modello di rete che simula il flusso di fluidi con soglia di snervamento in mezzi porosi disordinati, dimostrando come le perdite di carico vicino alla soglia di snervamento siano governate dalle statistiche delle restrizioni geometriche piuttosto che dalla scala degli ostacoli, e come lo scivolamento alle pareti possa riattivare percorsi di flusso altrimenti bloccati.
Gli autori presentano il MASBot, una piattaforma di materia attiva robotica sintonizzabile che permette di osservare sperimentalmente le transizioni tra tre fasi distinte di materia "strana" (cristallo elastico, liquido viscoso e gas attivo chirale), fornendo un banco di prova fondamentale per la fisica fuori equilibrio e un modello per trattare gli sciami robotici come stati della materia programmabili.