Thermophoretic and Hydrodynamic Interactions in Artificial Active Matter

Abstract

The study of artificial active matter has significantly intensified in recent years due to its potential practical applications and promises to understand living organisms' in- teractions and collective behaviour. The research is done on all levels - experimental, theoretical, and numerical. This thesis presents a numerical simulation approach based on solving partial differential equations from the continuum mechanics framework. The results obtained can be used to predict the dynamics and thermodynamics of the system or serve as input data for stochastic simulations. Using this approach, it is also possible to simulate actual laboratory experiments numerically. 1

V posledních letech se významně zintenzivnil výzkum umělé aktivní hmoty pro její potenciální praktické využití a příslib pochopení interakcí a kolektivního chování živých organismů. Výzkum je prováděn na všech úrovních - experimentální, teoretické a num- erické. Tato práce představuje přístup pomocí numerických simulací založený na řešení parciálních diferenciálních rovnic pocházejících z rámce mechaniky kontinua. Získané výsledky mohou být použity k předpovědi dynamiky a termodynamiky systému nebo mohou sloužit jako vstupní data pro stochastické simulace. Pomocí tohoto přístupu je rovněž možné simulovat skutečné laboratorní experimenty numericky. 1