Wat als we machines op microschaal zouden kunnen bouwen die van binnenuit worden aangedreven en autonoom functioneren? Levende systemen – van bacteriekolonies tot celplaten – bieden al een blauwdruk: eenvoudige actieve componenten werken mechanisch samen om vormveranderingen, voortbeweging en signaaloverdracht te bewerkstelligen. Hun gedistribueerde architectuur zorgt voor een robuuste en adaptieve werking, in tegenstelling tot door de mens gemaakte machines, die afhankelijk zijn van top-down controle. Synthetische actieve materie – ensembles van zelfaangedreven deeltjes die zich spontaan organiseren – biedt een manier om dergelijk levend gedrag na te bootsen, maar blijft lijken op een vloeistof en niet in staat om krachten te weerstaan ​​of de vorm te behouden, wat de inzet voor mechanische taken bemoeilijkt.

In zijn project zal Veenstra actieve colloïdale vaste stoffen ontwikkelen: mechanisch gekoppelde samenstellingen van zelfaangedreven microdeeltjes die activiteit combineren met stijfheid om vormveranderingen, voortbeweging en adaptieve mechanische reacties te genereren. De inspanningen zullen een nieuw platform opleveren voor het onderzoeken en onder controle houden van actieve materie en het vaststellen van ontwerpprincipes voor adaptief gedrag in autonome machines op microschaal. Het resulterende raamwerk zal een basis vormen voor toepassingen in lab-on-chip-apparaten die in staat zijn tot detectie en activering, en in medicijntoevoersystemen die door complexe omgevingen navigeren.

Rubicon

De Rubiconbeurs maakt het voor jonge onderzoekers mogelijk onderzoek te doen aan een buitenlands instituut dat de beste omgeving biedt voor hun onderzoek. Veenstra, die onlangs cum laude promoveerde en een APS Dissertatin Award voor zijn proefschrift heeft ontvangen, zal de beurs gebruiken om zijn project gedurende twee jaar uit te voeren aan de ENS Lyon.