Veroudering is een proces dat niet alleen levende wezens treft. Veel materialen, zoals plastic en glazen, ook leeftijd, d.w.z. ze veranderen in de loop van de tijd langzaam naarmate hun deeltjes beter proberen in te pakken - en er zijn al computermodellen om dit te beschrijven. biologische materialen, zoals levend weefsel, kan hetzelfde gedrag vertonen als een bril, behalve dat de deeltjes echte cellen of bacteriën zijn die hun eigen voortstuwing hebben. Onderzoekers van de Universiteit van Göttingen hebben nu computersimulaties gebruikt om het verouderingsgedrag van deze "levende" glasachtige systemen te onderzoeken. Het was een verrassing dat de activiteit van de deeltjes veroudering kan veroorzaken, wat voor een aantal toepassingen mogelijke gevolgen heeft. Hun onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

In materialen zoals glazen en kunststoffen, hun deeltjes pakken na verloop van tijd beter samen (dwz ze verouderen). Maar als dit proces wordt verstoord door mechanische vervorming, bijvoorbeeld als een vaste stof wordt gebogen, dan gaan de materialen terug naar hun vroegere staat en worden zo 'verjongd'. Om te modelleren wat er in biologische systemen gebeurt, natuurkundigen van de Universiteit van Göttingen ontwikkelden uitgebreide computersimulaties van een model van een glas bestaande uit actieve deeltjes (een levend glas).

Net als in een echt biologisch systeem, elk deeltje in de simulatie heeft zijn eigen voortstuwingskracht; dit wordt gemodelleerd als willekeurig van richting veranderen in de tijd. Vervolgens varieerden de onderzoekers de tijdschaal van deze richtingsveranderingen. Wanneer deze termijn kort is, deeltjes worden willekeurig voortgestuwd alsof ze op een hogere temperatuur zijn, en het is bekend dat dit veroudering veroorzaakt. Maar als richtingsveranderingen langzaam gaan, deeltjes proberen in dezelfde richting te blijven gaan en dit zou moeten werken als lokale vervorming, waardoor veroudering stopt. Echter, de simulaties hier lieten iets interessants en onverwachts zien:wanneer de activiteit van de deeltjes erg persistent is, het veroorzaakt veroudering in levende glasachtige systemen.

"We waren echt verrast toen we zagen dat aanhoudende actieve voortstuwing veroudering kan veroorzaken. We hadden verwacht dat het zou werken als kleinschalige vervorming in het materiaal dat het zou verjongen, " zegt Dr. Rituparno Mandal van het Instituut voor Theoretische Fysica aan de Universiteit van Göttingen. Hij zegt verder:"Maar eigenlijk, de lokale vervorming is zo langzaam dat de deeltjes effectief met de stroom mee kunnen gaan en hun beweging kunnen gebruiken om opstellingen met lagere energie te vinden. In werkelijkheid, ze pakken beter in."

senior auteur, Professor Peter Sollich, ook van de Universiteit van Göttingen, toegevoegd "Het onderzoek belicht belangrijke kenmerken van glasachtig gedrag in actieve materialen die niet vergelijkbaar zijn met conventioneel glas. Dit kan implicaties hebben voor veel biologische processen waarbij glasachtige effecten zijn geïdentificeerd, inclusief celgedrag bij wondgenezing, weefselontwikkeling en kankermetastase."