Movimento de partículas ativas em meios desordenados

Entrevista com Cristóvão Dias e Nuno Araújo

Investigadores da Ciências ULisboa e das universidades de College of London e de Gothenburg publicam na Nature Communications

Movimento de partículas ativas em meios desordenados

Investigadores descobrem um mecanismo de coordenação de partículas ativas para a formação de grupos que resulta da comunicação efetiva através de alterações do meio onde se movem

CD e NA

Sabia que quando um conjunto de robots ou bactérias se move num espaço onde há vários objetos livres, esses robots ou bactérias desviam esses objetos para poderem passar? Um grupo de investigadores da Ciências ULisboa e das universidades de College of London (Reino Unido) e de Gothenburg (Suécia) conseguiu mostrar que o rasto deixado por esse movimento contribui para a formação de grupos, funcionando como um mecanismo efetivo de comunicação entre eles.

Cristóvão Dias
Cristóvão Dias
Imagem cedida por CD

Nuno Araújo
Nuno Araújo
Imagem cedida por NA

Os resultados desta investigação encontram-se no artigo “Environmental memory boosts group formation of clueless individuals”, publicado na Nature Communications, a 13 de novembro passado. O primeiro autor é Cristóvão Dias, investigador no Departamento de Física (DF) e no Centro de Física Teórica e Computacional (CFTC) da Ciências ULisboa. Manish Trivedi, Giovanni Volpe, Nuno Araújo e Giorgio Volpe também assinam o artigo, que foi escolhido como highlight pelos editores da revista.

Na entrevista que se segue com os cientistas Cristóvão Dias e Nuno Araújo fica a saber como é que surgiu esta colaboração, a importância destes avanços científicos e os próximos passos da equipa.

A compreensão dos mecanismos de coordenação em sistemas descentralizados tem potencial para impactar positivamente diversos campos do conhecimento, desde a Biologia à Robótica.

Nuno Araújo, professor no DF Ciências ULisboa e coordenador do CFTC, desenvolve investigação na área de Soft Matter Physics, com especial interesse por Física de Sistemas Fora de Equilíbrio. A investigação de Cristóvão Dias tem sido focada no estudo de fenómenos fora do equilíbrio, indo desde a formação de géis até à separação de fases em sistemas ativos.

Como surgiu a oportunidade de desenvolverem este trabalho?

Nuno Araújo (NA) - Ao longo dos últimos anos, no contexto de uma rede doutoral financiada pela Comissão Europeia, temos vindo a colaborar com estes dois grupos, um da Universidade de College of London e da Universidade de Gothenburg, no estudo do movimento de partículas ativas (por exemplo, bactérias, micro robots, etc.) em meios desordenados. Observando a forma como eles interagem com o meio envolvente, alterando-o, e como isso impacta no movimento das próprias partículas, identificamos um comportamento não trivial que levava a formação de grupos e desenvolvemos métodos para melhor perceber quais os mecanismos envolvidos.

Em que consiste este estudo?

Cristóvão Dias (CD) - Este estudo aborda um sistema composto por partículas coloidais do tipo Janus que, tal como o deus grego Janus têm duas “faces” diferentes. No nosso caso, tratam-se de partículas esféricas em que, um dos hemisférios está coberto por grafite, conferindo-lhes propulsão numa direção específica, comportando-se como um robot à microescala. O nosso foco é compreender como essas partículas ativas, que agem como agentes autónomos, interagem com o meio envolvente, alterando-o, e como a memória dessas alterações facilita a coordenação, culminando na formação de grupos.

Quais são os principais resultados alcançados?

CD - Quando uma partícula ativa se move num meio com objetos móveis, colide com eles, acabando por desviá-los. Isso leva à formação de canais que podem ser usados por outras partículas ativas. Combinando métodos experimentais e computacionais, o que conseguimos mostrar é que a formação desses canais, promove um maior encontro entre as partículas ativas e consequentemente a formação de grupos. Assim, apesar das espécies envolvidas não serem capazes de comunicar diretamente, emerge uma capacidade de coordenar a sua ação e formam grupos de forma eficiente.

Qual a importância deste trabalho para a sociedade e para a ciência?

NA - Este trabalho é de relevância, pois abre caminho para a introdução de métodos que permitem a exploração de meios complexos por parte de sistemas ativos desprovidos de raciocínio. O conhecimento produzido contribui para o avanço do conhecimento científico, mas também tem implicações práticas, oferecendo abordagens inovadoras para o desenvolvimento de sistemas autónomos capazes de operar eficientemente em meios desafiadores. Essa compreensão aprofundada dos mecanismos de coordenação em sistemas descentralizados tem potencial para impactar positivamente diversos campos do conhecimento, desde a Biologia à Robótica, ajudando a perceber como é que a natureza desenvolveu mecanismos eficientes de coordenação e ajudando a implementar sistemas autónomos com o mínimo de complexidade das unidades individuais.

Quais são os próximos passos desta equipa?

NA - Os próximos passos envolvem aprofundar a nossa compreensão deste mecanismo de coordenação, explorando as implicações num contexto mais geral. Pretendemos aplicar esses conhecimentos para melhorar a eficiência e adaptabilidade de sistemas descentralizados a diferentes escalas de comprimento e de tempo.

Querem deixar alguma mensagem?

CD - Este trabalho destaca a importância de explorar e compreender as interações complexas entre sistemas ativos e o meio que os rodeia e aproveitar esses princípios para aprimorar a eficiência e a adaptabilidade de sistemas autónomos em diversas áreas.

Ana Subtil Simões, Gabinete de Jornalismo da DCI Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Futurália

CIÊNCIAS marcou novamente presença na Futurália, a maior feira nacional dedicada à educação, formação e empregabilidade que vai já na 16ª edição. Foram milhares os visitantes, especialmente estudantes, que estiveram entre 26 e 29 de março na FIL – Feira Internacional de Lisboa. A Futurália assinala um momento crucial na transição do ensino secundário para o tão esperado ingresso no ensino superior. No stand da Faculdade, ficou claro que a paixão pela descoberta, a vontade de compreender o mundo, o desejo de solucionar problemas e o entusiasmo pela tecnologia foram os grandes impulsionadores destes quatro dias de partilha intensa com os futuros universitários.

CHILL - CHIcken Tractors as an efficient and sustainable Link in closed Loop agriculture

A história da capoeira móvel no PermaLab, integrada na HortaFCUL, é um exemplo vivo de como os princípios da permacultura podem transformar desafios em oportunidades. Desde a sua implementação em 2018, este galinheiro móvel, ou chicken tractor em inglês, foi concebido para unir sustentabilidade, inovação e comunidade, desempenhando um papel fulcral no ecossistema agrícola do projeto.

Professor António Casimiro coordenador científico do curso e Professor Associado do Departamento de Informática de CIÊNCIAS

A sessão de abertura do Cybersecurity Executive Program aconteceu em CIÊNCIAS, no passado dia 27 de março, marcando o arranque da 4ª edição desta formação. O Cybersecurity Executive Program é uma iniciativa conjunta de CIÊNCIAS e da consultora Premivalor Consulting, que se destina a formar e sensibilizar decisores e executivos C-level, de organizações públicas, privadas, civis e do setor militar, para as questões da cibersegurança.

Carlos Corela na entrega do prémio.

A Associação Portuguesa de Meteorologia e Geofísica (APMG) atribuiu ao investigador Carlos Corela o Prémio de Carreira Técnica para a Geofísica. A entrega desta distinção decorreu durante o jantar de confraternização do 13.º Simpósio de Meteorologia e Geofísica, durante o qual o investigador foi homenageado.

Equipa do projeto MIMESIS

A Fundação Ana Mendonça (FAM) anunciou a doação de €25.000,00 ao projeto MIMESIS –Bioadesivos inspirados na natureza para aplicações biomédicas e biotecnológicas, coordenado por Romana Santos, professora da CIÊNCIAS e investigadora no Centro de Ciências do Mar e Ambiente (MARE ULisboa), nomeadamente no grupo de investigação em bioadesão e biomimética.

Sala com alunos e jornalistas do Portugal em Direto

Cerca de 250 pessoas participaram nas várias atividades realizadas no Dia Internacional da Matemática em CIÊNCIAS 2025, o Dia do Pi, comemorado a 14, 15 e 19 de março. Leia alguns testemunhos de quem participou e organizou as atividades.

Foto de peões a atravessar passadeira com a rua parcialmente inundade.

A 23 de março celebra-se o Dia Mundial da Meteorologia. A data tem como objetivo aumentar a consciencialização global para a importância da meteorologia na compreensão do clima e dos fenómenos meteorológicos, além de alertar para as alterações climáticas e os seus impactos no meio ambiente, na economia e na qualidade de vida.

Imagem artística do Telescópio Espacial Euclid no espaço

Com apenas 0,45% do rastreio da missão espacial completado, o consórcio Euclid revelou, no dia 19 de março, um grande número de resultados descritos em 34 artigos científicos.

Navio de perfuração Fugro Synergy em missão para o IODP no Golfo de Coríntia.

João C. Duarte, Coordenador do Doutoramento em Geologia em CIÊNCIAS e investigador no Instituto Dom Luiz, foi nomeado Delegado Suplementar de Portugal do ESSAC, o Comité Científico do ECORD - European Consortium for Ocean Research Drilling.

Futurália

A maior feira de educação e formação de Portugal volta à FIL nos dias 26 a 29 de março!

Alunos num laboratório

Cerca de 60 alunos do 10.º ano do King's College School Cascais, com idades entre os 14 e os 16 anos, visitaram a Faculdade no passado dia 13 de março, e ficaram a conhecer de forma mais aprofundada como funcionam as aulas dos cursos de Biologia, Bioquímica, Química e Química Tecnológica e que tipo de investigação aqui é feita. Leia a reportagem e conheça a opinião de quem participou nesta iniciativa.

Rio Tejo

Vários investigadores do MARE-ULisboa participam em estudo que revela novos dados sobre a biologia reprodutiva do Siluro, também conhecido como peixe-gato europeu, no Rio Tejo. Este trabalho, agora publicado no Jornal de Biologia dos Vertebrados, da Academia de Ciências da República Checa, é o primeiro a ser feito com populações de siluro da Península Ibérica, incidindo na sua biologia reprodutora. Está inserido no âmbito do LIFE-PREDATOR, um projeto Europeu, liderado, em Portugal, por CIÊNCIAS.

Rúben Matos e Teresa Correia, alunos de CIÊNCIAS com projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024

Dois dos seis projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024, programa que pretende apoiar projetos inovadores e de colaboração entre universidades membros da aliança, contam com alunos de CIÊNCIAS. Rúben Matos e Teresa Correia estão em equipas diferentes, mas partilham o desejo de construir pontes entre as faculdades europeias.

Doutoramento em Saúde Planetária

A Universidade de Lisboa lança um Doutoramento em Saúde Planetária, com foco nos principais desafios globais que cruzam as ciências da saúde, ambientais, sociais e políticas, a nível local, regional e planetário. 

chuva

A precipitação na região do Mediterrâneo tem-se mantido razoavelmente estável, segundo um estudo publicado na Nature e que analisou os dados de 23.000 estações de precipitação de 27 países da zona mediterrânica, entre 1871 e 2020. O professor Ricardo Trigo, o doutorando Miguel M. Lima e o investigador Luis Gimeno Sotelo da CIÊNCIAS assinam o artigo, juntamente com outros 65 especialistas.

Cardume e logótipo da Nature Physics

​Nuno Araújo, Presidente do Departamento de Física de CIÊNCIAS e investigador no CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional, é um dos autores de um estudo que acaba de ser publicado na prestigiada revista Nature Physics e cuja descoberta pode ter impacto na saúde e na robótica.

CIÊNCIAS conquista primeiro lugar em concurso do primeiro encontro de sustentabilidade

Decorreu no dia 11 de março o 1º Encontro de Sustentabilidade da ULisboa, que teve como principal objetivo promover uma discussão construtiva sobre a estratégia da ULisboa no âmbito da sustentabilidade e destacar boas práticas das Escolas apresentadas pelas Associações de Estudantes.

Elementos da Rede Miniflorestas de Portugal

No passado dia 7 de março, a FCULresta recebeu o primeiro encontro presencial das entidades parceiras que integram a recém-criada Rede de Miniflorestas de Portugal. O local do evento serviu também para celebrar os 4 anos da minifloresta de CIÊNCIAS, a primeira documentada no país e pioneira na adaptação do método de Miyawaki ao restauro de ecossistemas mediterrânicos em meio urbano em clima mediterrânico, mas sobretudo para refletir sobre os frutos que este projeto tem deixado um pouco por todo o país.

Catarina Frazão Santos

No passado dia 5 de março de 2025, decorreu em Bruxelas, na sede da Comissão Europeia, o evento "Fisheries and Oceans Dialogues", integrado nos European Ocean Days. Este encontro reuniu cerca de 450 participantes presenciais e muitos outros online, representando setores tão diversos como as comunidades piscatórias, a economia azul, a sociedade civil e a academia.

Foto de Marte.

Estudo inédito com participação de professores de CIÊNCIAS revela que Marte e Terra são mais diferentes do que se pensava anteriormente. Pedro Mota Machado e Francisco Brasil, investigadores de CIÊNCIAS, no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), são os primeiros autores deste estudo que condensa, pela primeira vez numa escala global, 20 anos de observações em Marte.

Pormenor da exposição

A exposição "Coral Change", patente no Museu do Mar Rei D. Carlos até 8 de junho de 2025, é o resultado de uma colaboração única entre a ceramista Catarina Nunes e a equipa de investigadores do Macroscope Lab liderado pela professora e investigadora Maria Dornelas da Universidade de St Andrews, CIENCIAS e MARE.

 

A Universidade de Lisboa é a universidade portuguesa melhor classificada no SCImago Institutions Rankings (SIR). Subiu 6 posições em relação ao ano passado e encontra-se entre as 140 melhores do mundo, no 138º lugar. Esta é a melhor posição de sempre da ULisboa neste ranking.

No dia 22 de fevereiro o NFEF - Núcleo de Estudantes de Física e Engenharia Física, organizou o seu evento de marca, o Física Fora da Academia (FFA). A oitava edição, que teve lugar no Grande Auditório de CIÊNCIAS, contou com a presença de quase meia centena de estudantes de Física e Engenharia Física, não só de CIÊNCIAS, mas também de outras escolas da ULisboa.

Banner Mulheres de CIÊNCIAS no 5.º volume do livro Mulheres na Ciência.

Neste dia 8 de março, Dia Internacional da Mulher, conheça as sete cientistas e investigadoras de CIÊNCIAS homenageadas no 5.º volume do livro ‘Mulheres na Ciência’. O livro ‘Mulheres na Ciência’ é um projeto de divulgação da Ciência Viva - Agência Nacional para a Cultura Científica e Tecnológica que pretende celebrar a ciência no feminino. O destaque são as mulheres cientistas portuguesas, que representam 45% do total de investigadores no nosso país e cujo trabalho notável tem sido fundamental para o progresso que a Ciência e a Tecnologia nacionais registaram nas últimas décadas.

Nuno Gonçalves fazendo a sua apresentação no 'Your thesis in 3 minutes'.

Nuno Gonçalves, aluno de doutoramento no IA - Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, aceitou o convite da Universidade de Lisboa e rumou a Barcelona para representar a nossa universidade no concurso 'Your thesis in 3 minutes', tendo sido o grande vencedor.

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