Vissa grupper av bakterier eller cellulära vävnader bildar system som kallas aktiva vätskor. Dessa kan flöda spontant utan att behöva tvingas utifrån, eftersom deras komponenter kan generera krafter och röra sig självständigt. När aktiviteten är tillräckligt hög, de spontana flödena blir kaotiska, som de som observeras i turbulensen hos vanliga vätskor. Forskare från University of Barcelona (UB) har identifierat universella lagar i detta turbulenta beteende hos aktiva vätskor. Resultaten av deras arbete har publicerats i tidskriften Fysisk granskning X .

På grund av deras visuella likhet med vanlig turbulens, kaotiska flöden i aktiva vätskor har kallats aktiv turbulens. Studien av detta fenomen är betydelsefull för designen av nanomotorer och kan förklara komplexa flöden som observeras i levande system, sådana som uppstår under en sårstängning. Enligt UB-forskarna, resultaten av deras arbete "är relevanta eftersom de visar att flöden av aktiv turbulens, trots att det är kaotiskt och mycket komplext, kan beskrivas med enkla och generiska matematiska lagar. "

Att göra detta, de experimenterade med aktiva vätskor sammansatta av cytoskelettproteiner och enzymer som ger den nödvändiga energin för att generera krafter och flöda spontant. Forskarna, medlemmar av UB:s institut, UBICS och IN2UB, skapade ett tunt lager av detta aktiva material omgivet av två passiva vätskor:vatten och olja.

Särskilt, forskarna mätte de aktiva vätskeflödena och bekräftade experimentellt existensen av två flödesregimer som de redan hade förutspått teoretiskt. Dessutom, experimenten avslöjade en ny regim orsakad av kopplingen mellan det aktiva skiktet och de omgivande passiva vätskorna. Studien, därför, belyser den väsentliga rollen för de passiva vätskorna som omger det aktiva systemet. För att förklara dessa resultat, forskarna har formulerat ett teoretiskt ramverk som – med tanke på effekterna av de passiva vätskorna – förutsäger kraftlagarna som observerats i experimenten.