Une nouvelle force colloïdale !

Les mouvements de particules microscopiques dans des environnements confinés se rencontrent très souvent en physique et en biologie. Par exemple, on peut citer en biologie le cas des cellules sanguines circulant dans les vaisseaux, la reconnaissance des anticorps ou encore la diffusion confinée des neurotransmetteurs synaptiques. Ces situations donnent génériquement lieu à des écoulements visqueux couplés à des parois électriquement chargées et déformables, tout cela à des échelles où les fluctuations thermiques ou actives (hors équilibre) jouent un rôle non négligeable. 

Les physiciens ont dans ce contexte mis en évidence le rôle important que joue la déformabilité des objets immergés, en étant à l’origine de nouvelles forces de contact hydrodynamiques, mais ces travaux avaient pour cadre des situations déterministes, où l’influence des fluctuations et du bruit — cruciales pourtant à l’échelle microscopique —  n’était pas prise en compte. Dans le but d’étudier ces couplages entre la dynamique et la déformabilité des objets dans des situations où les fluctuations sont importantes, l’équipe EMetBrown au Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine (LOMA, CNRS / Université de Bordeaux) à Bordeaux, a combiné la microscopie de pointe, la physique statistique des systèmes complexes et les mathématiques appliquées en observant de micro-gouttelettes molles et déformables. Ils ont mis en évidence une force de portance élastohydrodynamique de quelques piconewtons (10^-12 N) agissant sur ces micro-gouttelettes molles, fluctuantes et confinées. Ce type de force, qui jusqu’à présent n’avait pas été observé, semble être universel et pourrait permettre d’expliquer voire de contrôler la migration transitoire d’entités microscopiques, omniprésents dans l’horlogerie de la vie. Ces résultats sont publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.