Naturen som förebild i design av ”smarta” partiklar

Projektanslag 2019 Teknik/fysik/matematik

Giovanni Volpe och hans forskarkollegor hämtar inspiration från naturen för att kunna ta viktiga steg mot att designa konstgjorda ”smarta” partiklar som ska kunna utföra uppgifter och samarbeta i grupp.

Projektanslag 2019

Projekt:
”Active Matter Goes Smart”

Huvudsökande:
Docent Giovanni Volpe
Göteborgs universitet

Medsökande:
Göteborgs universitet
Bernhard Mehlig

Chalmers
Mikael Käll

Lunds universitet
Joakim Stenhammar

Beviljat anslag:
37 000 000 kronor under fem år

Tanken är att de smarta partiklarna ska kunna röra sig fritt i en omgivning och samtidigt kunna analysera och navigera i den, till exempel kunna känna av temperatur eller kemisk sammansättning.

Naturen är förebild, till exempel fiskstim eller små mikroskopiska organismer som plankton och bakterier. De senare är viktiga för havens och sjöarnas ekosystem och tar dessutom upp stora mängder koldioxid ur atmosfären.

Målstyrda läkemedelsmoleyler

– Precis som fiskar har de ett fascinerande flockbeteende. Det ger oss inspiration till att designa egna konstgjorda ”organismer” som kan utföra uppgifter i grupp. Det gäller alltifrån robotar som kan samarbeta, till målsökande mikroskopiska partiklar som kan bryta ned oljespill eller leverera en läkemedelsmolekyl till precis rätt ställe i kroppen, säger Giovanni Volpe.

Målet är att de konstgjorda smarta partiklarna ska kunna navigera i sammansatta omgivningar, till exempel den mänskliga kroppen. Och de ska kunna samarbeta med varandra för att skapa avancerade flockbeteende som hos fiskar, fåglar och plankton.

– Våra resultat kommer inte bara ge oss en fördjupad förståelse för hur och varför evolutionen utvecklat avancerade flockbeteenden i naturen, utan också ta oss en bit på vägen mot att utnyttja den potential och inspiration som naturen kan ge oss för att hantera stora utmaningarna, säger Giovanni Volpe.

Text: Carina Eliasson, Göteborgs universitet
Bild: Johan Wingborg, Göteborgs universitet