Inestabilidades de flexión y turbulencia topológica en cristal líquido vivo alineado por cizallamiento

Área de la Ciencia:

• Física de Materia Blanda
• Sistemas de Materia Activa
• Dinámica de Cristales Líquidos

Sus antecedentes:

• Los cristales líquidos vivos (LLC) se forman dispersando microrganismos activos, como *B. subtilis*, en un medio de cristal líquido pasivo.
• Comprender la transición de estados ordenados a patrones dinámicos en LLC es crucial para la investigación de materia activa.

Objetivo del estudio:

• Investigar la transición de la alineación impuesta por cizallamiento a la turbulencia topológica en un LLC basado en *B. subtilis*.
• Analizar el papel de las tensiones activas y el fondo viscoelástico en la formación de patrones.

Principales métodos:

• Utilización de una celda experimental de gran relación de aspecto para minimizar los efectos de confinamiento.
• Observación de la dinámica de las ondulaciones inducidas por microrganismos y la formación de pares de disclinaciones después de la cesación del cizallamiento.
• Análisis de los espectros de energía para comprender la influencia del fondo nemático.

Principales resultados:

• Las fuerzas activas de *B. subtilis* inducen ondulaciones de flexión autoamplificadas, lo que lleva a la nucleación de defectos topológicos.
• Los pares de disclinaciones se multiplican, formando turbulencia topológica, con sitios de nucleación ordenados orientacionalmente.
• El fondo nemático viscoelástico influye en los espectros de energía y la dinámica de los defectos, mostrando un comportamiento no monótono en sistemas altamente activos.

Conclusiones:

• El cizallamiento aplicado y el fondo viscoelástico pasivo impactan significativamente la dinámica de la materia activa en LLC.
• El estudio proporciona una descripción completa de un sistema de materia activa accesible experimentalmente, que vincula las tensiones activas con la turbulencia emergente.