The acoustic and optical manipulation of active matter

Bu tez, aktif maddenin akustik ve optik manipülasyonunu hem temel fiziksel prensipler hem de biyomedikal uygulamalar açısından ele almaktadır. Sürü halindeki koyunlar, balık sürüleri, bakteri kolonileri ve özel ortamlarda yer alan Janus parçacık- ları gibi aktif madde sistemleri, doğaları gereği termodinamik dengede olmayan yapılar olup, çevresel enerjiyi kendi hareketlerini yönlendirmek için otonom biçimde kullanırlar. Çalışma, mikroskobik sistemlerde Brownian ve aktif hareketin kuramsal temelleriyle başlayarak, deneysel olarak nanosaniye darbeli lazer kullanımıyla yapılan manipülasy- onlara ilerlemektedir. Bu lazer sistemi, parçacıkların kontrolünde olduğu kadar, fare plasenta dokularının fotoakustik görüntülemesi yoluyla, damarsal yapıların kontrast ajan kullanmaksızın görselleştirilmesini ve sirkadiyen ritim bozulmasına bağlı morfolo- jik değişimlerin ortaya konmasını da sağlamaktadır. Deneysel çalışmanın temel odağı, lazer enerjisi ve ışın nokta boyutunun Janus parçacıklarının dinamikleri üzerindeki etkilerinin sistematik olarak analiz edilmesidir. Ek olarak yapılan simülasyon çalış- maları, akustik ve optik tuzaklama mekanizmalarını detaylı biçimde incelemektedir. Bu çalışma, temassız parçacık manipülasyonuna dair bilgimizi ilerletmekte ve gelecek- teki invazif olmayan tanı ve ilaç taşıma teknolojileri için sağlam bir temel sunmaktadır.