物理学家使用计算机模拟来研究玻璃态系统的老化

衰老是一个不仅影响生物的过程。许多材料(例如塑料和玻璃)也会老化(即，随着粒子试图更好地堆积，它们会随着时间而缓慢变化)，并且已经有计算机模型可以对此进行描述。生物材料(例如活组织)可以表现出与玻璃类似的行为，除了这些颗粒是具有自身推动力的实际细胞或细菌。哥廷根大学的研究人员现在已经使用计算机模拟来探索这些“活着的”玻璃态系统的老化行为。令人惊讶的是，颗粒的活性实际上可以驱动老化，这对许多应用都有潜在的后果。他们的研究发表在《物理评论快报》上。

在玻璃和塑料等材料中，它们的颗粒会随着时间的推移更好地聚集在一起(即它们会老化)。但是，如果此过程受到机械变形的干扰(例如，如果实体弯曲)，则材料将恢复到其早期状态，从而“恢复活力”。以模型在什么情况生物系统，在哥廷根大学物理学家建立了广泛的计算机模拟一个模型的玻璃制成活性粒子(活的玻璃)组成。

就像在实际的生物系统中一样，模拟中的每个粒子都有自己的推进力。这被建模为随时间随机变化的方向。然后研究人员改变了这些变化方向的时间尺度。当此时间范围较短时，粒子将被随机推进，就像它们处于较高的温度一样，并且众所周知会产生老化。但是，当方向变化缓慢时，粒子会尝试沿相同方向前进，这就像局部变形一样，从而停止了老化。但是，此处的模拟显示出一些有趣且出乎意料的结果：当粒子的活性非常持久时，它实际上会推动玻璃态系统的老化。

大学理论物理研究所的Rituparno Mandal博士评论说：“当我们看到持续的主动推进会导致衰老时，我们感到非常惊讶。我们原以为它会像使材料焕发活力的小规模变形一样起作用。”哥廷根。他继续说：“但是，实际上，局部变形太慢了，以至于粒子可以有效地随流动而运动，并利用它们的运动找到较低的能量排列。实际上，它们的堆积更好。”

资深作者，同样来自哥廷根大学的Peter Sollich教授补充说：“这项研究突出了活性物质中玻璃态行为的重要特征，而传统玻璃没有类似的行为。这可能对许多具有玻璃样作用的生物过程产生影响已经确定，包括伤口愈合，组织发育和癌症转移中的细胞行为。”