journal article·2019Open access

Active matter invasion

Felix Kempf, Romain Mueller, Erwin Frey, Julia M. Yeomans, Amin Doostmohammadi

Soft Matter· Volume 15· Issue 38

Abstract

Biologically active materials such as bacterial biofilms and eukaryotic cells thrive in confined micro-spaces. Here, we show through numerical simulations that confinement can serve as a mechanical guidance to achieve distinct modes of collective invasion when combined with growth dynamics and the intrinsic activity of biological materials. We assess the dynamics of the growing interface and classify these collective modes of invasion based on the activity of the constituent particles of the growing matter. While at small and moderate activities the active material grows as a coherent unit, we find that blobs of active material collectively detach from the cohort above a well-defined activity threshold. We further characterise the mechanical mechanisms underlying the crossovers between different modes of invasion and quantify their impact on the overall invasion speed.
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Research context

OpenAlex topics: Micro and Nano Robotics · Cellular Mechanics and Interactions · Cancer Research and Treatments

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Affiliations

Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics and Center for NanoScience

Department of Physics

Ludwig-Maximilians-Universität München – Theresienstr. 37

D-80333 Munich

Germany

The Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics – Clarendon Laboratory

Parks Road

Oxford

UK

Funding

Royal Commission for the Exhibition of 1851 · Deutsche Forschungsgemeinschaft · Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung

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