Bepaalde groepen bacteriën of celweefsels vormen systemen die actieve vloeistoffen worden genoemd. Deze kunnen spontaan vloeien zonder van buitenaf geforceerd te hoeven worden, omdat hun componenten krachten kunnen genereren en autonoom kunnen bewegen. Als de activiteit hoog genoeg is, de spontane stromen worden chaotisch, zoals die waargenomen in de turbulentie van gewone vloeistoffen. Onderzoekers van de Universiteit van Barcelona (UB) hebben universele wetten geïdentificeerd in dit turbulente gedrag van actieve vloeistoffen. De resultaten van hun werk zijn gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling X .

Vanwege hun visuele gelijkenis met gewone turbulentie, chaotische stromen in actieve vloeistoffen worden actieve turbulentie genoemd. De studie van dit fenomeen is belangrijk voor het ontwerp van nanomotoren en kan complexe stromingen verklaren die worden waargenomen in levende systemen, zoals die optreden tijdens een wondsluiting. Volgens de UB-onderzoekers de resultaten van hun werk "zijn relevant omdat ze laten zien dat de stromen van actieve turbulentie, ondanks dat het chaotisch en zeer complex is, kan worden beschreven door eenvoudige en generieke wiskundige wetten."

Om dit te doen, ze experimenteerden met actieve vloeistoffen bestaande uit cytoskeleteiwitten en enzymen die de nodige energie leveren om krachten te genereren en spontaan te stromen. De onderzoekers, leden van de instituten van de UB, UBICS en IN2UB, creëerde een dunne laag van dit actieve materiaal omringd door twee passieve vloeistoffen:water en olie.

Vooral, de onderzoekers maten de actieve vloeistofstromen en bevestigden experimenteel het bestaan ​​van twee stroomregimes die ze al theoretisch hadden voorspeld. In aanvulling, de experimenten onthulden een nieuw regime veroorzaakt door de koppeling van de actieve laag met de omringende passieve vloeistoffen. De studie, daarom, benadrukt de essentiële rol van de passieve vloeistoffen die het actieve systeem omringen. Om deze resultaten te verklaren, de onderzoekers hebben een theoretisch raamwerk geformuleerd dat - gezien de effecten van de passieve vloeistoffen - de machtswetten voorspelt die in de experimenten worden waargenomen.