Le vieillissement est un processus qui n'affecte pas seulement les êtres vivants. De nombreux matériaux, comme les plastiques et les verres, aussi l'âge, c'est-à-dire ils changent lentement au fil du temps à mesure que leurs particules essaient de mieux s'emballer - et il existe déjà des modèles informatiques pour décrire cela. Matériaux biologiques, tels que les tissus vivants, peuvent montrer un comportement similaire aux verres, sauf que les particules sont de véritables cellules ou bactéries qui ont leur propre propulsion. Des chercheurs de l'Université de Göttingen ont maintenant utilisé des simulations informatiques pour explorer le comportement de vieillissement de ces systèmes vitreux « vivants ». Il y avait une surprise en ce que l'activité des particules peut effectivement conduire au vieillissement, ce qui a des conséquences potentielles pour un certain nombre d'applications. Leurs recherches ont été publiées dans Lettres d'examen physique .

Dans des matériaux comme les verres et les plastiques, leurs particules s'agglomèrent mieux avec le temps (c'est-à-dire qu'elles vieillissent). Mais si ce processus est perturbé par une déformation mécanique, par exemple si un solide est plié, puis les matériaux retrouvent leur état antérieur et sont ainsi « rajeunis ». Pour modéliser ce qui se passe dans les systèmes biologiques, des physiciens de l'Université de Göttingen ont développé des simulations informatiques approfondies d'un modèle de verre composé de particules actives (un verre vivant).

Comme dans un vrai système biologique, chaque particule dans la simulation a sa propre force de propulsion; ceci est modélisé comme un changement de direction aléatoire au fil du temps. Ensuite, les chercheurs ont fait varier l'échelle de temps de ces changements de direction. Lorsque ce délai est court, les particules sont propulsées aléatoirement comme si elles étaient à une température plus élevée, et cela est connu pour produire le vieillissement. Mais lorsque les changements de direction sont lents, les particules essaient de continuer dans la même direction et cela devrait agir comme une déformation locale, stoppant ainsi le vieillissement. Cependant, les simulations ici ont montré quelque chose d'intéressant et d'inattendu :lorsque l'activité des particules est très persistante, il entraîne en fait le vieillissement dans les systèmes vitreux vivants.

"Nous avons été vraiment surpris quand nous avons vu que la propulsion active persistante peut provoquer le vieillissement. Nous nous attendions à ce qu'elle fonctionne comme une déformation à petite échelle dans le matériau qui le rajeunirait, " commente le Dr Rituparno Mandal de l'Institut de physique théorique de l'Université de Göttingen. Il poursuit en disant :"Mais en fait, la déformation locale est si lente que les particules peuvent suivre efficacement le flux et utiliser leur mouvement pour trouver des arrangements à plus faible énergie. En effet, ils emballent mieux."

Auteur principal, Professeur Peter Sollich, également de l'Université de Göttingen, "La recherche met en évidence des caractéristiques importantes du comportement vitreux dans les matériaux actifs qui n'ont pas de comportement comparable dans les verres conventionnels. Cela pourrait avoir des implications pour de nombreux processus biologiques où des effets similaires au verre ont été identifiés, y compris le comportement cellulaire dans la cicatrisation, développement des tissus et métastases cancéreuses."