1. Symmetry-breaking phase-transitions in highly concentrated semen
- Author
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Creppy, Adama Kpatagnon, Plouraboué, Franck, Praud, Olivier, Druart, Xavier, Cazin, Sébastien, Yu, Hui, Degond, Pierre, The Royal Society, Engineering & Physical Science Research Council (EPSRC), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Mathematics [Imperial College London], Imperial College London, Agence Nationale pour la Recherche (ANR) no. MOTIMO (ANR-11-MONU-009- 01), National Science Foundation (NSF) RNMS11- 07444 (KI-Net), Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) ref. EP/M006883/1, French RENATECH network, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Imperial College London (UNITED KINGDOM), Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
- Subjects
General Science & Technology ,Mécanique des fluides ,sperme ,modèle hydrodynamique ,Vicsek model ,qualité du sperme ,Active fluids ,active fluids ,[SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph] ,semen quality ,self-organized hydrodynamics ,Self-organized hydrodynamics ,MD Multidisciplinary ,Semen quality ,self organised hydrodynamics ,Autre (Sciences du Vivant) - Abstract
International audience; New experimental evidence of self-motion of a confined active suspension is presented. Depositing fresh semen sample in an annular shaped microfluidic chip leads to a spontaneous vortex state of the fluid at sufficiently large sperm concentration. The rotation occurs unpredictably clockwise or counterclockwise and is robust and stable. Furthermore, for highly active and concentrated semen, richer dynamics can occur such as self-sustained or damped rotation oscillations. Experimental results obtained with systematic dilution provide a clear evidence of a phase transition towards collective motion associated with local alignment of spermatozoa akin to the Vicsek model. A macroscopic theory based on previously derived self-organized hydrodynamics models is adapted to this context and provides predictions consistent with the observed stationary motion.
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- 2016
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