El envejecimiento es un proceso que afecta no solo a los seres vivos. Muchos materiales, como plásticos y vasos, también la edad, es decir. cambian lentamente con el tiempo a medida que sus partículas intentan empaquetarse mejor, y ya existen modelos informáticos para describir esto. Materiales biológicos, como tejido vivo, pueden mostrar un comportamiento similar a los vidrios, excepto que las partículas son células o bacterias reales que tienen su propia propulsión. Investigadores de la Universidad de Göttingen ahora han utilizado simulaciones por computadora para explorar el comportamiento de envejecimiento de estos sistemas vidriosos "vivos". Sorprende que la actividad de las partículas pueda impulsar el envejecimiento, lo que tiene consecuencias potenciales para una serie de aplicaciones. Su investigación fue publicada en Cartas de revisión física .

En materiales como vidrios y plásticos, sus partículas se compactan mejor con el tiempo (es decir, envejecen). Pero si este proceso se ve afectado por una deformación mecánica, por ejemplo, si un sólido está doblado, luego, los materiales vuelven a su estado anterior y, por lo tanto, se "rejuvenecen". Para modelar lo que sucede en los sistemas biológicos, Los físicos de la Universidad de Göttingen desarrollaron extensas simulaciones por computadora de un modelo de un vidrio compuesto de partículas activas (un vidrio vivo).

Al igual que lo haría en un sistema biológico real, cada partícula de la simulación tiene su propia fuerza de propulsión; esto se modela como un cambio de dirección aleatorio a lo largo del tiempo. Luego, los investigadores variaron la escala de tiempo de estos cambios de dirección. Cuando esta escala de tiempo es corta, las partículas se impulsan aleatoriamente como si estuvieran a una temperatura más alta, y se sabe que esto produce envejecimiento. Pero cuando los cambios de dirección son lentos, las partículas intentan seguir en la misma dirección y esto debería actuar como una deformación local, deteniendo así el envejecimiento. Sin embargo, las simulaciones aquí mostraron algo interesante e inesperado:cuando la actividad de las partículas es muy persistente, en realidad, impulsa el envejecimiento de los sistemas vítreos vivos.

“Nos sorprendió mucho cuando vimos que la propulsión activa persistente puede causar envejecimiento. Esperábamos que funcionara como una deformación a pequeña escala en el material que lo rejuvenecería, "comenta el Dr. Rituparno Mandal del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Göttingen. Continúa diciendo:"Pero, de hecho, la deformación local es tan lenta que las partículas pueden ir efectivamente con el flujo y usar su movimiento para encontrar arreglos de menor energía. En efecto, empacan mejor ".

Autor principal, Profesor Peter Sollich, también de la Universidad de Göttingen, agregó "La investigación destaca características importantes del comportamiento vítreo en materiales activos que no tienen un comportamiento comparable en vidrios convencionales. Esto podría tener implicaciones para muchos procesos biológicos en los que se han identificado efectos similares al vidrio, incluyendo el comportamiento celular en la cicatrización de heridas, desarrollo de tejidos y metástasis del cáncer ".