Connecting Relaxation Time to a Dynamical Length Scale in Athermal Active Glass Formers
过冷液体在空间中表现出固有的不均匀性。这基本上意味着在低于熔点的温度下，液体的某些区域中的颗粒动力学可以比其他区域快几个数量级。通常被称为动态异质性，这种行为吸引了参与玻璃化转变研究的研究人员，超过二十年。在所有玻璃化转变研究中，一个根本性的重要问题是，人们是否可以将不断增长的弛豫时间与伴随增长的长度尺度联系起来。在本文中，我们超越了普通的玻璃形成液体的领域和研究的起源，不断增长的动态长度尺度$ξ$在一个自我推进的“积极”的玻璃形成。这个长度尺度，这是使用结构相关性构建的同意与缓慢移动的颗粒，所形成的液体成为空间异质性的集群的平均尺寸。我们进一步报告说，伴随增长的$α$ -弛豫时间表现出一个简单的标度律，$τ_α\sim \text{exp} (ξμ/ T_{eff})$，与$μ$作为一个有效的化学势，$T_{eff}$作为有效温度，和$ξμ$作为集群重排的增长自由能垒。我们的研究结果在三十年的持续时间内是有效的，因此对于理解通用活性液体的缓慢动力学非常有用，例如活性胶体悬浮液或自推进颗粒介质。
2020-08-12 cond-mat.soft
The nonequilibrium glassy dynamics of self-propelled particles
我们研究玻璃态动力学发生在致密的组件的非热活性粒子，仅由非平衡自推进机制驱动。主动力被建模为一个Ornstein-Uhlenbeck随机过程，其特征在于持续时间和有效温度，和粒子通过一个Lennard-Jones潜在的，产生良好的研究在布朗极限的玻璃态行为的相互作用，获得的持续时间消失。通过增加的持续时间，系统更强烈地偏离热平衡，我们提供了一个全面的数值分析所产生的活性流体的结构和动力学。有限的持续时间深刻地影响流体的静态结构，并引起非平衡的速度相关性，在热系统中是不存在的。尽管这些非平衡功能，对于任何值的持续时间，我们观察到的非平衡玻璃化转变的有效温度降低。令人惊讶的是，增加偏离热平衡被发现促进（而不是抑制）的玻璃态动力学。总的来说，我们的研究结果表明，随着持续时间的增加，微观性质的活性流体的变化定量，但广泛的功能的非平衡态玻璃动力学观察到的有效温度降低定性相似的热玻璃形成。
2016-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase separation in binary mixtures of active and passive particles
我们研究了小的主动和大的被动非热粒子的二元混合物通过软排斥力相互作用在摩擦基板上。已知无热自推进颗粒在相当低的填充分数下相分离成致密聚集体和稀气体状相。这种现象被称为{ \emph {运动诱导相分离}}，它控制着二元混合物在小到中等尺寸比的颗粒物质中的行为。被动颗粒之间的有效吸引力，由于周围的活性介质，导致真正的相分离的大尺寸比和体积分数的活性颗粒。活性和无源颗粒之间的有效相互作用可以是吸引或排斥在短距离取决于颗粒的尺寸比和体积分数。这会影响被动粒子的聚集。我们发现三个不同的阶段的基础上的被动粒子的空间分布。被动粒子的团簇尺寸分布在{ \emph{homogeneous phase} }中呈指数衰减。它在{ \emph{clustered phase} }中以指数截止的幂律衰减，并且随着系统接近向{ \emph{phase separated state} }的过渡而趋向于幂律。我们提出了一个平面上的相图定义的尺寸比和体积分数的被动粒子。
2018-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial delay of self-propelled particles
自推进的大质量粒子在气体介质中的运动受惯性效应的支配。例子包括振动颗粒，激活复杂等离子体和飞行昆虫。然而，在标准模型中，惯性通常被忽略。在这里，我们通过实验证明了惯性对宏观自推进粒子的重要性。我们观察到一个独特的惯性粒子的方向和速度之间的延迟，起源于系统中的有限弛豫时间。这种效果是充分解释了一个欠阻尼的推广积极布朗运动的朗之万模型。与被动系统形成鲜明对比的是，惯性延迟深刻地影响了长时间的动力学，并使新的基本策略控制自推进的活性物质。
2018-07-11 cond-mat.soft
Collective phases in overdamped magnetic self-propelled spherocylinders
Universidad de Chile（智利大学）；Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）
通过将磁性相互作用建模为双单极子模型，结合粒子伸长几何，发现系统出现气体、极性群、链、涡旋排列和锁定二聚体等丰富集体相，为控制磁性活性物质相干态提供了实验可调参数。
2026-06-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Defect-Mediated Aggregation and Motility-Induced Phase Separation in Self-Propelled Lattice-Gas Active XY Model
The University of Osaka（大阪大学）
本文提出一种活性XY模型，研究拓扑缺陷在活性物质系统中的作用，通过自推进参数控制粒子运动方向偏置，发现自推进诱导运动诱导相分离，粒子在正涡旋电荷缺陷周围聚集，负电荷缺陷则趋于耗散。
2026-04-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local control for the collective dynamics of self-propelled particles
本研究以自驱动粒子典型模型为对象，发现单个粒子的局部加速度可驱动集体动力学转变，该触发能力呈层级分布且有空间模式，转变中的混沌源于分形吸引域边界，为人工集群去中心化控制提供新思路。
2024-01-29 cond-mat.soft
Topological defect-propelled swimming of nematic colloids
拓扑缺陷的非平衡动力学可以作为微观活性物质的基本推进机制。在这里，我们展示了游泳的拓扑缺陷推动的胶体粒子（被动）通过实验和数值模拟流体。在外部磁场中，胶体旋转驱动拓扑缺陷的动态游动，导致周期性缺陷重排，从而推动粒子。游动速度由胶体的角速度、旋转方向和缺陷极性决定。通过控制它们，我们可以使粒子沿着不同的轨迹运动。我们展示了散射-也就是说，有效的对相互作用-我们的两个缺陷推动的游泳者，我们表明是高度各向异性的，并取决于缺陷中风的微观结构，包括局部缺陷拓扑结构和极性。更一般地说，这项工作的目的是开发仿生活性物质的基础上的拓扑结构的相关性。
2021-09-29 cond-mat.soft
A particle-field representation unifies paradigms in active matter
活性物质的研究重点是相互作用的自推进粒子之间的涌现行为。看似脱节的范式的统一--排斥盘的主动相分离和自推进棒的集体运动--是当代活性物质的一个重大挑战。受量子-机械波-粒子二象性的启发，我们发展了一种基于光滑连续场表示活动粒子的方法。碰撞动力学的基础上，我们演示了如何分析和数值的非平衡应力之间的自驱动，各向异性的对象，阻碍了观察到的自推进光盘相分离的状态的形成，并促进了取向秩序的出现。除了粒子形状，控制紧急有序状态的对称性的自推进物体的刚性是一个关键参数：不可穿透的，各向异性的棒被发现形成极性，移动集群，而大规模的结构出现软棒，特别是分离的双共存制度。这些结果表明，有序态的对称性不是由相互作用势的对称性决定的，而是活性系统的动力学突现性质。这个统一的理论框架可以代表各种活性系统：活细胞组织，细菌菌落，细胞骨架提取物以及摇动的颗粒介质。
2019-06-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The bouncing dynamics of inertial self-propelled particles reveals directional asymmetry
本研究以hexbug自驱动玩具机器人为实验对象，结合带惯性的活性粒子布朗模型与脉冲朗之万方程，揭示了其弹跳运动的方向不对称性，且模拟可有效复现实验特征。
2023-05-01 cond-mat.soft
Geometry-Induced Dynamics of Confined Chiral Active Matter
该研究针对手性活性物质中物理约束与手性运动的相互作用机制不明确的问题，通过对圆形边界下的手性自驱动粒子开展数值模拟，发现粒子手性会显著改变受限集体运动形式，且取向变化平衡是有序运动的关键，明确了位阻边界效应对手性活性物质的调控作用。
2023-07-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Probing wetting properties with self-propelled droplets
该研究提出带极性项的三态Cellular Potts模型，用自推进活性液滴跨越自由能垒并探测、量化柱状表面的亚稳润湿状态。
2025-10-18 cond-mat.soft
Minimal model of active colloids highlights the role of mechanical interactions in controlling the emergent behavior of active matter
最近，由具有纯排斥相互作用的自推进球形颗粒组成的活性布朗胶体的极小模型被确定为活性物质理论的极好的定量测试基础，并且已经成为广泛的数值和分析研究的主题。这些系统不表现出对齐或植绒状态，但确实具有丰富的相图，形成具有新颖机械性能的活性气体，液体和固体。本文综述了近年来对这类模型的研究进展，包括对活性气体及其游动压力的描述、运动诱导的相分离以及高密度晶体和玻璃态行为的描述。
2016-02-11 cond-mat.soft
Contagion dynamics in self-organized systems of self-propelled agents
我们研究了一个具有极性排列的自推进粒子系统中的易感-传染-隔离传染动力学。使用基于代理的模拟，我们分析了不同的组合的空间参数（对齐强度和Peclet数）和流行病参数（感染寿命的传染性和持续时间的个人感染期）的爆发过程。我们发现，新兴的空间特征强烈影响的传染过程。有序的同质状态极大地不利于感染传播，由于它们的混合有限，仅在个体感染持续时间的高值时才实现大爆发。无序的同质状态也呈现低传染能力，需要相对高的值的两个流行病参数，以达到显着的传播。相反，非均匀有序状态显示高爆发水平的参数范围很广。在这些状态下，条带和簇的形成有利于通过在这些结构内部和外部发展的过程的组合进行感染传播。我们的研究结果强调了自组织时空特征在各种传染过程中的重要性，这些过程可以描述流行病或其他传播动力学，从而提出了理解，预测和控制它们在各种自组织生物系统中传播的新方法，从细菌群到动物群和人群。
2021-06-15 cond-mat.soft nlin.AO
Controlling active self-assembly through broken particle symmetries
已知传统被动材料的许多结构特性是由其微观成分的对称性引起的。相比之下，细胞形状和自我推进之间的相互作用如何控制活性物质的宏观和微观行为，在很大程度上还不清楚。在这里，我们分析了大规模的模拟同质和异质自推进粒子系统，以确定集体运动的粒子对称性破缺的一般影响。我们发现，即使是很小的违反前后对称性导致根本不同的集体行为，这可能有助于分层的不同形状的物种，以及自发形成稳定的微转子。这些结果表明，颗粒形状的变化产生强大的物理机制来控制活性物质的自组装，可能对生物学和材料设计的深远影响。
2013-06-04 cond-mat.soft
A classical nucleation theory description of active colloid assembly
非对齐的自推进粒子与纯粹排斥排斥体积相互作用进行非热动力诱导相分离成一个稀气体和一个密集的集群相。在这里，我们使用增强的采样计算方法和分析理论来研究密相形成的动力学。尽管本质上的非平衡性质的相变，我们表明，动力学可以使用类似于平衡经典成核理论的方法来描述，由一个有效的自由能团簇形成与可识别的体积和表面条款。该理论捕获的位置的双结点，成核率作为过饱和度的函数，和集群的大小分布低于双结点，而在亚稳区的差异揭示了额外的物理活性晶体形成的早期阶段。这一理论的成功表明，可以直接从活性系统的微观动力学出发，得到一个类似于平衡态热力学的框架，并可以用来描述向非平衡稳态演化的动力学。
2016-08-17 cond-mat.soft
Aggregation and Segregation of Confined Active Particles
我们模拟了一个模型的自推进磁盘与软排斥相互作用局限于一个盒子在两个维度。对于小的旋转扩散速率，单分散盘自发地积聚在壁上。在低密度下，粒子之间的相互作用力是强烈不均匀的，一个简单的模型预测了这些不均匀性如何改变状态方程。在更高的密度下，集体效应变得重要。我们观察到的包装分数$ϕ\sim 0.88$，这也是非活性无热单分散磁盘的干扰点的干扰过渡的签名。在该$ϕ$，系统产生壁聚集所需的临界有限主动速度。在填充分数高于$ϕ\sim 0.6$时，压力随密度增加而降低，表明颗粒之间的强相互作用影响远低于堵塞转变的状态方程。在没有任何粘附的情况下，双分散盘的混合物分离，确定了一种新的机制，可能有助于胚胎发育中的细胞分选。
2014-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Ray Optics for Gliders
自推进粒子的控制是许多微机器人技术发展的核心，从动态可重构材料到先进的芯片实验室系统。然而，很少有物理原理可以指定粒子轨迹，并可用于产生广泛的行为。在射线光学领域，控制光的轨迹的单一原理--斯涅耳定律--产生了一个直观的框架，用于设计从显微镜到照相机和望远镜的各种设备。在这里，我们表明，自推进粒子滑过阻力不连续的运动是由斯涅耳定律的变体，并开发相应的滑翔机射线光学。正如折射率的比值决定了光线的路径一样，阻力系数的比值决定了滑翔机的轨迹。折射的大小取决于滑翔机的形状，特别是它的长宽比，这相当于光的波长。这使得通过摩擦棱镜能够将多形态、多形状的滑翔机光束分离成不同的单形态、单一形状的光束。反过来，单形滑翔机的光束可以通过球面和梯度摩擦透镜聚焦。或者，全内反射的临界角可用于创建形状选择性滑翔机陷阱。总的来说，我们的工作表明，进一步将光和微观滑翔机之间的类比，将导致广泛的新设备的分类，集中和分析自推进粒子。
2022-06-08 cond-mat.soft
Discovering dynamic laws from observations: the case of self-propelled, interacting colloids
本文提出用图神经网络从集体运动中学习自驱动胶体的主动力与二体力，并通过数值模拟和电泳Janus粒子实验验证，揭示了电场依赖的主动力及屏蔽静电相互作用机制。
2025-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Arrested on heating: controlling the motility of active droplets by temperature
本研究提出一种利用温度敏感表面活性剂混合物作为推进燃料的自驱动液滴实验系统，实现了从非稳态到被阻留运动等热可控且可逆的动态状态，并在原位实验中观察到了驱动自泳运动的基本首次对称破缺。
2025-03-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Controlling the collective transport of large passive particles with suspensions of microorganisms
Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
通过光趋性微藻诱导生物对流卷，实现数百个大尺寸被动颗粒的集体运输，用于药物输送和去污应用。
2025-12-22 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Diffusion of Janus Particles in Bacterial Suspensions: Second-Order Phase Transition and Counterintuitive Directional Propulsion
通过建立细菌趋化性的分子动力学模型，首次研究了考虑趋化效应的细菌悬浮液中示踪剂的统计特性。我们证明了非高斯统计的全涂层示踪剂来自于非热细菌噪声。此外，Janus（半涂层）示踪剂执行的复合随机行走结合幂律尾分布的Lévy飞行与布朗抖动在低涂层浓度，但转向增强定向传输（EDT）时，涂层浓度高。与传统的自推进颗粒不同，在增加涂层浓度时，EDT的方向从沿着示踪剂取向反直觉地反转到与示踪剂取向相反。这两个过渡被确定为二阶，与相边界满足在一个三相点。提出了一个理论模型，揭示了这种异常的输运行为的起源。我们的研究结果揭示了活性物质在外界刺激下的基本非平衡物理，强调了非对称环境在调节生物系统中的运输过程中的关键作用。
2017-05-01 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Curvature Induced Activation of a Passive Tracer in an Active Bath
我们使用数值模拟来研究一个大的不对称示踪剂浸没在一个低密度悬浮液中的自推进纳米粒子在两个维度上的运动。具体来说，我们分析了曲率的示踪剂如何影响其平移和旋转运动在一个积极的环境。我们发现，即使非常少量的曲率是足够的活性浴赋予定向运动的示踪剂，这导致其有效的激活。我们提出了简单的缩放参数来表征这种诱导活动的曲率的示踪剂和自推进力的强度。我们的研究结果提出了新的方法来控制被动示踪剂在主动介质中的输运特性，通过仔细剪裁它们的几何形状。
2014-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Learning to Control Active Matter
对活性物质的研究揭示了新的非平衡集体行为，说明了它们作为新材料平台的潜力。然而，大多数著作将活性物质视为具有均匀微观能量输入的未调节系统，我们称之为活性。相比之下，生物材料的功能性来自于在空间和时间上局部调节和控制活性，这对于工程活性物质来说只是最近才在实验上成为可能。设计功能需要对时空活动模式的高维空间进行导航，但如果没有系统特定的直觉，蛮力方法就不太可能成功。在这里，我们将强化学习应用于诱导特定方向的净运输的任务，该任务是使用局部增加活动的聚光灯来模拟类似Vicsek的自推进磁盘系统。由此产生的随时间变化的活动模式学习利用强耦合和弱耦合制度的不同物理。我们的工作展示了强化学习如何揭示非平衡系统中控制集体行为的物理可解释协议。
2021-10-06 cond-mat.soft
Emergent intelligence of buckling-driven elasto-active structures
本文提出由两个自驱动微型机器人和弹性梁构成的屈曲驱动弹性主动结构，利用非线性弹性实现定向运动、边界响应与迷宫导航等涌现智能。
2024-04-16 cond-mat.soft nlin.AO
Magnetic active matter across scales
Universidad de Chile（智利大学）；Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；University of Rome La Sapienza（罗马第一大学）
本综述聚焦携带固有磁偶极矩的活性自推进粒子，调研跨尺度相关实验与理论，阐明偶极相互作用的作用，讨论相关模型与涌现现象，概述磁性活性系统的挑战与机遇。
2026-08-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium thermodynamics in driven macroscopic self-assembly
University of Bristol（布里斯托大学）；Brown University（布朗大学）
本文通过可调宏观平台研究非平衡自组装，发现非零熵产率及与主动奥本海姆-乌尔岑模型的定量一致。
2025-12-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mechanochemical Active Ratchet
本文提出一种在棘轮势存在下将纳米尺度主动速度波动转化为净电流的机制，通过由化学反应驱动的自驱动通用模型证明该效应，揭示了化学与机械过程耦合及横向恒定力对净运动的作用，为纳米级主动物质动力学控制提供了新方法。
2023-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial effects on rectification and diffusion of active Brownian particles in an asymmetric channel
微-和纳米游泳者在流体溶剂中移动，被产生熵障碍的结构限制，通常由过阻尼主动布朗粒子动力学描述，其中粘性效应很大，惯性不起作用。然而，惯性效应应考虑有限的游泳运动介质中的粘性效应不再占主导地位。在这里，我们研究惯性如何影响整流和扩散的自推进粒子在一个二维的非对称通道。我们发现，大多数的颗粒积聚在通道壁的颗粒的质量增加。此外，平均颗粒速度具有作为质量的函数的最大值，表明具有最佳质量$M^{*}_{\rm op}$的颗粒可以从具有其它质量的颗粒的混合物中分选出来。特别是，我们发现，有效扩散系数表现出增强的扩散峰作为质量的函数，这是大多数颗粒在通道壁处的积累的签名。还确定了$M^{*}_{\rm op}$对旋转扩散速率、自推进力、通道的纵横比和主动扭矩的依赖性。这项研究的结果可以刺激发展的策略，控制自推进粒子的扩散在熵棘轮系统。
2023-03-24 cond-mat.soft physics.chem-ph
Delayed Active Swimmer in a Velocity Landscape
Charles University（查理大学）；Universität Leipzig（莱比锡大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）
研究延迟对主动粒子动力学的影响，揭示时间延迟如何控制粒子运输与自组织，为生物微游泳器和合成微机器人提供新机制。
2025-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Boundary shape engineering for the spatial control of confined active particles
针对活性粒子分布对容器边界敏感但缺乏通用几何控制理论框架的问题，提出基于辐射测量通量传递形式的边界方法，通过模拟验证预测并实现微藻空间控制，为粒子分布预测及容器形状设计提供方案。
2024-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic dynamics of contagion using active Brownian particles: universal scaling and propagation controlled by protection
Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）
该研究利用活性布朗粒子模型，发现受保护个体比例约30%为传染状态的交叉阈值，低于阈值时最大传染速率遵循普适标度，高于阈值时保护成为主导控制机制，为疫情动力学研究提供了新框架。
2026-09-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optoelectronically Enabled Simultaneous and Decoupled Navigation and Selective Pairing of Electrically Driven Janus Particles for Multi-Agent Microrobotics
School of Mechanical Engineering, Tel-Aviv University（特拉维夫大学机械工程学院）；School of Biomedical Engineering, Tel-Aviv University（特拉维夫大学生物医学工程学院）
本文提出光电子策略，通过可编程虚拟电极实现电驱动双面神颗粒的同步解耦控制，完成多颗粒配对与独立操控，为多智能体微机器人操控提供通用框架。
2026-10-14 cond-mat.soft
Boundary- and Screening-Induced Bubbly Phases in Autophoretic Active Matter
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）
本研究探究了自驱动活性粒子的集体动力学，发现由边界和筛选诱导的新型气泡相，绘制了不同边界条件下的相图，为微流控中活性组装与输运提供了设计规则。
2026-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magnetic control of orientational order and intrinsic hydrodynamic instability in bacterial turbulence
本文利用磁性纳米颗粒介质和均匀磁场对枯草芽孢杆菌活性湍流施加磁力矩，将其控制为向列态，并发现波动特征长度与磁场强度无关，揭示了活性流体动力学不稳定性的内禀尺度。
2023-07-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Learning Continuum-level Closures For Control of Interacting Active Particles
针对活性物质群难以操控的问题，提出基于通用微分方程的学习框架，从智能体模拟中学习连续介质闭合关系，嵌入模型预测控制实现对活性粒子动力学的精准调控。
2025-08-02 cond-mat.soft
Collective behavior of "flexicles"
提出由柔性囊泡包裹自推进棒状胶体构成的三维可变形“flexicle”模型，并通过模拟揭示碰撞变形、运动诱导相分离与类组织自发流动。
2024-10-24 cond-mat.soft
Dynamic shapes of floppy vesicles enclosing active Brownian particles with membrane adhesion
本文数值研究了包含活性布朗粒子且粒子与膜粘附的活性囊泡的动态行为，发现ABP活性和粒子体积分数共同决定囊泡形状相变，膜粘附显著改变囊泡行为并提供额外控制参数。
2023-01-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Diffusiophoretic propulsion of an isotropic active colloidal particle near a finite-sized disk embedded in a planar fluid-fluid interface
空间对称性破缺是泳动活性粒子在低雷诺数下游动的必要条件。在微观尺度上游泳的基本先决条件是通过活性颗粒表面的化学图案化或替代地通过利用几何不对称性来诱导化学梯度并实现自推进来实现的。在本手稿中，采用远场分析模型来量化的领先秩序的贡献，诱导泳动速度的化学均匀的各向同性活性胶体附近的圆形形状的有限大小的磁盘上分离两个不混溶的粘性不可压缩的牛顿流体的界面上休息。为此，电泳问题的解决方案制定为一个混合边值问题，随后转化为一个系统的对偶积分方程的内部和外部域。取决于不同的参与粘度和溶质溶解度的比率，泳动性和化学活性的符号，以及颗粒-界面距离与盘的半径的比率，各向同性活性颗粒被发现从界面排斥，吸引到它，或达到稳定的悬停状态，并在界面附近保持不动。我们的研究结果可能被证明是有用的控制和引导运动的自推进泳动活性粒子附近的水界面。
2021-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anomalous grain dynamics and grain locomotion of odd crystals
本文提出含横向相互作用的相场晶体模型，揭示了奇弹性晶体中由表面奇应力驱动的晶粒自分裂机制，实现了对晶粒自转、自滚与自平移等反常动力学行为的预测与主动控制。
2025-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Premelting controlled active matter in ice
自推进颗粒由于一系列的体相和表面相互作用而可以经历复杂的动力学。当颗粒嵌入主体固体中接近其本体熔融温度时，后者可以在称为界面预熔融的过程中在前者的表面处熔融。熔膜的厚度取决于温度、杂质、材料性质和几何形状。温度梯度伴随着热分子压力梯度，其在称为热回流的过程中将界面液体从高温驱动到低温，并因此将颗粒从低温驱动到高温。当宿主材料是冰并且嵌入的颗粒是生物实体时，就会出现一种特别新颖的活性物质形式，它可以解决各种问题之间的相互作用，从陆地和外星生物相关的极端微生物到地球冰冻圈的生态动态。在所有这些环境中，最基本的重要性是生物活动和热回归在控制生物颗粒再分布方面的综合影响。因此，我们重新铸造这类regulatory现象的主动Ornstein-Uhlenbeck动力学的随机框架，并作出预测相关的生物和地球物理问题的兴趣和相关的问题。我们研究如何热regardion妥协的背景下，冰芯测年的古气候研究，我们发现，活动影响粒子动力学热regardion通过提高有效扩散系数。因此，准确的年代测定依赖于对这两种效应的定量处理。
2022-01-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Self-Avoidance Governs Re-entrant Coil-Globule Transition of Inertial Active Brownian Ring Polymers
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究通过朗之万动力学模拟，揭示了转动惯性驱动活性布朗环形聚合物的重入式线团-球转变，明确了自回避与活性力极化在该转变中的关键作用，为控制活性聚合物坍缩提供了新机制。
2026-10-19 cond-mat.soft
Brownian Dynamics Simulations of Inclusions in an Active Fluid Bath
本文通过二维布朗动力学模拟研究活性向列流体浴中不同形状刚性内含物的扩散与旋转行为，揭示游动速度对手性漂移及平动—取向耦合的调控作用。
2025-05-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
Reinforcement Learning for Active Matter
School of Physics and Electronics, Hunan University, Changsha 410082, China（物理与电子学院，湖南大学，长沙410082，中国）；Department of Physics, King's College London, London WC2R 2LS, United Kingdom（物理系，伦敦国王学院，伦敦WC2R 2LS，英国）
本综述系统梳理了强化学习（RL）在活性物质领域的应用，围绕单粒子运动策略优化与群集集体动力学调控两大方向展开，为活性物质的研究与多领域应用提供了参考。
2025-03-30 cond-mat.soft cs.LG cs.RO
A Mechanical Route for Cooperative Transport in Autonomous Robotic Swarms
本文通过修改个体机器人摩擦与质量分布实现力对齐，使随机自推进机器人群无需感知通信即可自发协作运输大载荷，并提出几何判据与活性粒子模型解释该现象。
2024-11-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
