Zelf organisatie in colloïdale en bacteriële systemen bestudeerd met hoge resolutie microscopie.

'Zelforganisatie’ verwijst naar een proces waarin colloïdale partikels of andere discrete componenten, zoals virussen of bacteriën, spontaan organiseren in een geordende, macroscopische structuur. Essentieel in dit proces is dat de colloïdale bouwblokken deze herstructurering ondergaan ofwel door directe interacties, zoals de krachten aanwezig tussen individuele partikels, ofwel op een indirecte manier via een opgelegd patroon of extern aangelegd veld. Recente ontwikkelingen hebben de gelijkenis aangetoond tussen de zelforganisatie in bacteriële systemen en die geobserveerd in bepaalde colloïdale systemen, voornamelijk wanneer de laatstgenoemde de eigenschappen van bacteriën zoals vorm en grootte nabootsen. Te vaak wordt in de biologische literatuur een verklaring gebaseerd op een ingewikkeld genetisch mechanisme naar voor geschoven om een verklaring te bieden voor deze zelforganisatie, terwijl simpele fysicochemische of hydrodynamische mechanismen niet ter beschouwing genomen worden.

Bacteriële zwerming, de snelle uitspreiding van een kolonie over een oppervlak, is een proces dat getriggerd wordt door een tekort aan beschikbare voedingsbronnen. Het wordt beschouwd als een natuurlijke reactie tegen deze ongunstige situatie en als een potentiële overlevingsstrategie gebruikt door verschillende biologische organismen. Hoewel het actieve karakter en de motiliteit van de bacteriën gedurende een lange tijd beschouwd werden als de voornaamste bijdragen, zijn het de eigenschappen van de interfasen die recent gesuggereerd zijn als belangrijkste parameters in het bepalen wat de efficiëntie en de patroonvorming zijn tijdens dit proces. Andere mechanismen, zoals hydrodynamica en viscoelasticiteit, zijn tot nu toe nog niet bestudeerd, terwijl deze essentieel kunnen zijn in het begrijpen van dit bacterieel transportfenomeen. De vergaarde kennis over deze efficiënte manier en structurering door zelforganisatie kan gebruikt worden om de ongewenste spreiding van bacteriën tegen te werken of net omgekeerd, om de optimale groeicondities en biobeschikbaarheid van de bacteriën te genereren. Deze dissertatie heeft als doel om op een rationele manier de gelijkenissen en verschillen tussen actieve en passieve systemen te bestuderen om zo te begrijpen hoe de fysicochemische mechanismen deze zelforganisatie in bacteriële systemen kunnen stimuleren.