Demixión impulsada por actividad y gradientes de temperatura sostenidos en mezclas activas-pasivas inerciales

Área de la Ciencia:

• Física
• Física de Materia Blanda
• Mecánica Estadística

Sus antecedentes:

• La termodinámica tradicional asume una temperatura uniforme en fases coexistentes.
• Los sistemas de materia activa exhiben fenómenos fuera del equilibrio como la separación de fases inducida por la motilidad.
• La comprensión de los sistemas híbridos activo-pasivos es crucial para el diseño de materiales novedosos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la demixión de partículas y los gradientes de temperatura en mezclas binarias de partículas activas y pasivas inerciales.
• Explorar el papel de la inercia de las partículas y la fuerza de autopropulsión en fenómenos fuera del equilibrio.
• Elucidar los principios fundamentales de la autoorganización en la materia activa.

Principales métodos:

• Simulaciones de mezclas binarias de partículas activas y pasivas inerciales.
• Análisis de la dinámica de demixión de partículas.
• Medición de gradientes de temperatura emergentes y temperaturas cinéticas.

Principales resultados:

• Se observó una pronunciada demixión de partículas y una coexistencia significativa de frío-caliente dentro de rangos de parámetros específicos.
• Las diferencias de actividad impulsan una rápida separación de especies, mejorada por la difusión rotacional.
• La sinergia entre la inercia y la actividad amplifica las diferencias de temperatura entre especies y fases.

Conclusiones:

• Las mezclas activo-pasivas pueden mantener gradientes de temperatura cinética, eludiendo la homogeneización térmica.
• El almacenamiento de energía y la propulsión habilitados por la inercia contribuyen a las disparidades de temperatura.
• Los hallazgos ofrecen información sobre la autoorganización fuera del equilibrio con aplicaciones en materiales bioinspirados y transporte de energía.