O envelhecimento é um processo que afeta não apenas os seres vivos. Muitos materiais, como plásticos e vidros, também idade - ou seja, eles mudam lentamente com o tempo, à medida que suas partículas tentam empacotar melhor - e já existem modelos de computador para descrever isso. Materiais biológicos, como tecido vivo, podem apresentar comportamento semelhante aos vidros, exceto que as partículas são células ou bactérias reais que têm sua própria propulsão. Pesquisadores da Universidade de Göttingen agora usaram simulações de computador para explorar o comportamento de envelhecimento desses sistemas vítreos "vivos". Foi uma surpresa que a atividade das partículas pode realmente conduzir ao envelhecimento, que tem consequências potenciais para uma série de aplicações. Sua pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física .

Em materiais como vidros e plásticos, suas partículas se juntam melhor com o tempo (ou seja, envelhecem). Mas se este processo for perturbado por deformação mecânica, por exemplo, se um sólido é dobrado, então, os materiais voltam ao seu estado anterior e são, portanto, "rejuvenescidos". Para modelar o que acontece nos sistemas biológicos, físicos da Universidade de Göttingen desenvolveram extensas simulações de computador de um modelo de vidro feito de partículas ativas (um vidro vivo).

Assim como seria em um sistema biológico real, cada partícula na simulação tem sua própria força de propulsão; isso é modelado como mudança de direção aleatoriamente ao longo do tempo. Em seguida, os pesquisadores variaram a escala de tempo dessas mudanças de direção. Quando essa escala de tempo é curta, partículas são impulsionadas aleatoriamente como se estivessem em uma temperatura mais alta, e isso é conhecido por produzir envelhecimento. Mas quando as mudanças de direção são lentas, partículas tentam continuar indo na mesma direção e isso deve agir como deformação local, parando assim o envelhecimento. Contudo, as simulações aqui mostraram algo interessante e inesperado:quando a atividade das partículas é muito persistente, na verdade, leva ao envelhecimento em sistemas vítreos vivos.

"Ficamos realmente surpresos quando vimos que a propulsão ativa persistente pode causar envelhecimento. Esperávamos que funcionasse como uma deformação em pequena escala no material que iria rejuvenescê-lo, "comenta o Dr. Rituparno Mandal do Instituto de Física Teórica da Universidade de Göttingen. Ele prossegue, digamos, "Mas de fato, a deformação local é tão lenta que as partículas podem efetivamente acompanhar o fluxo e usar seu movimento para encontrar arranjos de energia mais baixa. Com efeito, eles embalam melhor. "

Autor sênior, Professor Peter Sollich, também da Universidade de Göttingen, acrescentou "A pesquisa destaca características importantes do comportamento vítreo em materiais ativos que não têm comportamento comparável em vidros convencionais. Isso pode ter implicações para muitos processos biológicos onde os efeitos semelhantes ao vidro foram identificados, incluindo o comportamento celular na cicatrização de feridas, desenvolvimento de tecido e metástase de câncer. "