การเคลื่อนที่แบบรวมกลุ่มหมายถึงการเกิดขึ้น เองโดยธรรมชาติ ของการเคลื่อนไหวที่เป็นระเบียบในระบบที่ประกอบด้วยตัวแทนที่เคลื่อนที่ได้เอง จำนวนมาก สามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวัน เช่นฝูงนก ฝูงปลาฝูงสัตว์ และฝูงชน รวมถึงการจราจรของรถยนต์ นอกจากนี้ยังปรากฏในระดับจุลภาค เช่น ในอาณานิคมของแบคทีเรีย การทดสอบการเคลื่อนที่ และอนุภาคที่เคลื่อนที่ได้ เอง ที่ สร้างขึ้นโดยมนุษย์ ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}ชุมชนวิทยาศาสตร์กำลังพยายามทำความเข้าใจความเป็นสากลของปรากฏการณ์นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการศึกษาอย่างเข้มข้นในฟิสิกส์เชิงสถิติและในสาขาของสสารที่เคลื่อนไหวได้ การทดลองกับสัตว์^{[ 11 ]}อนุภาคที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองทางชีวภาพและสังเคราะห์การจำลอง^{[ 12 ]}และทฤษฎี^{[ 13 ] [ 14 ]}ดำเนินการควบคู่กันไปเพื่อศึกษาปรากฏการณ์เหล่านี้ หนึ่งในแบบจำลองที่มีชื่อเสียงที่สุดที่อธิบายพฤติกรรมดังกล่าวคือแบบจำลอง Vicsekที่นำเสนอโดยTamás Vicsekและคณะในปี 1995 ^{[ 15 ]}

แหล่งที่มา: ^{[ 16 ]}

เช่นเดียวกับระบบชีวภาพในธรรมชาติอนุภาคที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองก็ตอบสนองต่อความลาดชันภายนอกและแสดงพฤติกรรมรวมกลุ่ม ไมโครมอเตอร์หรือนาโนมอเตอร์สามารถโต้ตอบกับความลาดชันที่สร้างขึ้นเองและแสดงพฤติกรรมการรวมกลุ่มและการแยกตัว^{[ 17 ]}ตัวอย่างเช่น Ibele และคณะได้แสดงให้เห็นว่าไมโครมอเตอร์ซิลเวอร์คลอไรด์เมื่อมีแสงยูวี จะโต้ตอบกันที่ความเข้มข้นสูงและก่อตัวเป็นกลุ่ม^{[ 18 ]}พฤติกรรมที่คล้ายกันนี้ยังสามารถสังเกตได้จากไมโครอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์^{[ 19 ]}ไมโครอนุภาคซิลเวอร์ออร์โธฟอสเฟตแสดงการเปลี่ยนแปลงระหว่างพฤติกรรมการรวมกลุ่มและการแยกตัวเพื่อตอบสนองต่อแอมโมเนีย ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และแสงยูวี^{[ 20 ] [ 21 ]}พฤติกรรมนี้สามารถใช้ในการออกแบบเกต NOR ได้ เนื่องจากชุดค่าผสมที่แตกต่างกันของสิ่งเร้าสองชนิด (แอมโมเนียและแสงยูวี) จะสร้างเอาต์พุตที่แตกต่างกัน การแกว่งระหว่างพฤติกรรมการรวมกลุ่มและการแยกตัวยังสามารถปรับได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ การไหลของของเหลวที่เกิดจากการสั่นเหล่านี้มีความแรงมากพอที่จะขนส่งสินค้าขนาดไมโครสเกล และยังสามารถชี้นำการประกอบของระบบผลึกคอลลอยด์ที่อัดแน่นได้อีกด้วย^{[ 22 ]}อิมัลชันที่เคลื่อนที่ได้ยังเป็นที่รู้จักกันดีว่าแสดงพฤติกรรมรวมที่เกิดขึ้นใหม่^{[ 23 ] [ 24 ]}ตัวอย่างเช่น การผสมผสานระหว่างน้ำมันและสารลดแรงตึงผิวสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในอิมัลชันน้ำมันในน้ำ เพื่อสลับระหว่างปฏิสัมพันธ์แบบดึงดูดและแบบผลักกันระหว่างหยดน้ำมัน^{[ 25 ]}ปฏิสัมพันธ์ระหว่างหยดน้ำมันเหล่านี้สามารถอำนวยความสะดวกในการก่อตัวของรูปแบบไดนามิกที่จัดระเบียบตัวเองได้^{[ 26 ]}

ไมโครมอเตอร์และนาโนมอเตอร์ยังสามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการไล่ระดับทางเคมีที่ใช้จากภายนอกได้ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเคโม แท็กซิส เคโมแท็ กซิสได้รับการสังเกตในนาโนแท่ง Au-Pt ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง ซึ่งแพร่กระจายไปยังแหล่งกำเนิดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เมื่อวางไว้ในความไล่ระดับของสารเคมี^{[ 27 ]}ไมโครอนุภาคซิลิกาที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา Grubbs ยึดติดอยู่ก็เคลื่อนที่ไปยังความเข้มข้นของโมโนเมอร์ที่สูงขึ้นเช่นกัน^{[ 28 ]}เอนไซม์ยังทำหน้าที่เป็นนาโนมอเตอร์และเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูงขึ้น ซึ่งเรียกว่าเคโมแท็กซิสของเอนไซม์^{[ 29 ] [ 30 ]}การใช้งานที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของ เคโมแท็กซิส ของนาโนมอเตอร์ เอนไซม์ คือการแยกเอนไซม์ที่ทำงานและไม่ทำงานในช่องทางไมโครฟลูอิดิก^{[ 31 ]}อีกประการหนึ่งคือการสำรวจการก่อตัวของเมตาโบโลนโดยการศึกษาการเคลื่อนไหวที่ประสานกันของเอนไซม์สี่ตัวแรกของกระบวนการไกลโคไลซิส ได้แก่ เฮกโซไคเนส ฟอสโฟกลูโคสไอโซเมอเรส ฟอสโฟฟรุกโตไคเนส และอัลโดเลส^{[ 32 ] [ 33 ]}เมื่อไม่นานมานี้ อนุภาคเคลือบเอนไซม์และไลโปโซมเคลือบเอนไซม์^{[ 34 ]}ได้แสดงพฤติกรรมที่คล้ายคลึงกันในกราเดียนต์ของสารตั้งต้นในช่องไมโครฟลูอิดิก^{[ 35 ]}โดยทั่วไป เคโมแท็กซิสของอนุภาคชีวภาพและอนุภาคสังเคราะห์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองเป็นวิธีหนึ่งในการกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ในระดับไมโครสเกลและสามารถใช้สำหรับการส่งยา การตรวจจับ อุปกรณ์ แล็บออนอะชิปและการใช้งานอื่นๆ^{[ 36 ]}

• การเคลื่อนที่รวมของแบคทีเรีย
• พฤติกรรมรวมหมู่ของสัตว์
• การเคลื่อนที่ของเซลล์แบบรวมกลุ่ม
• ไมโครสวิมเมอร์

• Bricard, A.; Caussin, JB; Desreumaux, N.; Dauchot, O.; Bartolo, D. (2013). "การเกิดขึ้นของการเคลื่อนที่แบบมีทิศทางในระดับมหภาคในประชากรของคอลลอยด์ที่เคลื่อนที่ได้" Nature . 503 ( 7474): 95–98 . arXiv : 1311.2017 . Bibcode : 2013Natur.503...95B . doi : 10.1038 /nature12673 . PMID  24201282. S2CID  1174081 .
• วิเซค ต.; ซาเฟริส, เอ. (2012) "การเคลื่อนไหวโดยรวม" . รายงานฟิสิกส์517 (3): 71– 140. arXiv : 1010.5017 . Bibcode : 2012PhR...517...71V . ดอย : 10.1016/j.physrep.2012.03.004 . S2CID  119109873 .

• นักฟิสิกส์ร่วมมือกันเพื่อสำรวจกลไกของการเคลื่อนที่แบบรวมกลุ่มเดอะการ์เดียน 13 มกราคม 2014