L'invecchiamento è un processo che non riguarda solo gli esseri viventi. Molti materiali, come plastica e occhiali, anche l'età, cioè cambiano lentamente nel tempo mentre le loro particelle cercano di impacchettarsi meglio, e ci sono già modelli al computer per descriverlo. Materiali biologici, come il tessuto vivente, possono mostrare un comportamento simile agli occhiali tranne per il fatto che le particelle sono vere cellule o batteri che hanno una propria propulsione. I ricercatori dell'Università di Göttingen hanno ora utilizzato simulazioni al computer per esplorare il comportamento all'invecchiamento di questi sistemi vetrosi "viventi". C'è stata una sorpresa in quanto l'attività delle particelle può effettivamente guidare l'invecchiamento, che ha potenziali conseguenze per una serie di applicazioni. La loro ricerca è stata pubblicata in Lettere di revisione fisica .

In materiali come vetri e plastica, le loro particelle si compattano meglio nel tempo (cioè invecchiano). Ma se questo processo è disturbato dalla deformazione meccanica, per esempio se un solido è piegato, quindi i materiali tornano al loro stato precedente e sono così 'ringiovaniti'. Per modellare ciò che accade nei sistemi biologici, i fisici dell'Università di Göttingen hanno sviluppato ampie simulazioni al computer di un modello di vetro costituito da particelle attive (un vetro vivente).

Proprio come in un vero sistema biologico, ogni particella nella simulazione ha la sua forza propulsiva; questo è modellato come un cambiamento di direzione casuale nel tempo. Quindi i ricercatori hanno variato la scala temporale di questi cambiamenti di direzione. Quando questo lasso di tempo è breve, le particelle vengono spinte casualmente come se fossero a una temperatura più alta, e questo è noto per produrre invecchiamento. Ma quando i cambi di direzione sono lenti, le particelle cercano di continuare nella stessa direzione e questo dovrebbe agire come una deformazione locale, arrestando così l'invecchiamento. Però, le simulazioni qui hanno mostrato qualcosa di interessante e inaspettato:quando l'attività delle particelle è molto persistente, in realtà guida l'invecchiamento nei sistemi vetrosi viventi.

"Siamo rimasti davvero sorpresi quando abbiamo visto che la propulsione attiva persistente può causare l'invecchiamento. Ci aspettavamo che funzionasse come una deformazione su piccola scala nel materiale che lo avrebbe ringiovanito, " commenta il Dr. Rituparno Mandal dell'Istituto di Fisica Teorica dell'Università di Göttingen. Continua dicendo:"Ma infatti, la deformazione locale è così lenta che le particelle possono effettivamente seguire il flusso e utilizzare il loro movimento per trovare disposizioni di energia inferiore. In effetti, fanno le valigie meglio."

autore senior, Professor Peter Solich, anche dall'Università di Göttingen, ha aggiunto "La ricerca evidenzia importanti caratteristiche del comportamento vetroso in materiali attivi che non hanno un comportamento comparabile nei vetri convenzionali. Ciò potrebbe avere implicazioni per molti processi biologici in cui sono stati identificati effetti simili al vetro, compreso il comportamento cellulare nella guarigione delle ferite, sviluppo dei tessuti e metastasi del cancro".