Structure and Dynamics of a Phase-Separating Active Colloidal Fluid
我们研究了一个极小模型的主动胶体流体的形式,自我推进的布朗硬球,相互作用纯粹通过排除体积。尽管没有对齐的相互作用,该系统显示了一个活跃的流体的签名行为,包括异常的数量波动和相分离行为。使用模拟和分析建模,我们量化的相图和分离动力学。致密相是一种独特的材料,我们称之为活性六角晶系,它在晶体-六角晶系转变点附近表现出结晶固体的结构特征,但流变学和传输特性与粘弹性流体相关。
2013-07-29 cond-mat.soft physics.bio-ph
Polar Patterns in Active Fluids
本文研究了二维极性流体模型的时空动力学。该系统表现出从各向同性的偏振态作为密度的函数的过渡。然而,均匀极化状态在高于临界活性值时是不稳定的。随着活动的增加,活动流体显示出越来越复杂的模式,包括移动带,移动漩涡和混沌行为。平流所产生的粒子自推进和独特的极性流体产生质的新的行为相比,获得主动的湍流,行波结构。我们表明,非线性流体动力学方程可以映射到一个简化的扩散-反应-对流模型,突出了活性系统的复杂动力学和可激发系统之间的联系。
2011-12-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Defect Dynamics in Active Polar Fluids vs. Active Nematics
拓扑缺陷在二维主动向列相中起着关键作用,在二维主动极性流体中起着瞬态作用。本文研究了强序极限和过阻尼可压缩流动条件下二维活性极性流体中缺陷的瞬态和长期行为,并将缺陷动力学与最近研究的相应活性向列相模型进行了比较。一个结果是非中心的缺陷对之间的相互作用,为活跃的极性流体,并通过扩展我们的分析,使定向动态的缺陷,我们发现,$+1$缺陷的方向,不像$\pm 1/2$缺陷在活跃的向列相,不锁定缺陷的位置和放松的星。此外,使用缩放参数,我们解释了瞬态功能的活性极性缺陷,并表明,在稳定状态下,活性极性流体是没有缺陷或由一个单一的星。我们认为,收缩(extensile)的积极主动的电子系统,$+1$涡(星)应该出现的一对$+1/2$缺陷,这是最近观察到的束缚态。此外,与极性的情况下,我们表明,对于活跃的向列相,一个线性链的$+1/2$缺陷对等间距的束缚态可以屏蔽的活动项。这两种模型的共同特征是稳态下出现$+1$缺陷(极性中的元素和极性中的复合)。
2020-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Active Fluid Patterning in Inhomogeneous Environments
University of Oxford(牛津大学)
本研究提出了一种模型,探讨不均匀环境如何通过摩擦作用调控主动流体中的图案形成与自组织。
2026-03-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spatiotemporal patterning of extensile active stresses in microtubule-based active fluids
主动应力,这是集体产生的运动消耗能量的棒状成分,产生混乱的自主流动。在空间和时间上控制主动应力是控制可伸展的主动流体的内在混沌动力学的必要前提。我们设计的单头驱动蛋白分子马达,表现出光学增强集群,从而使精确和可重复的空间和时间控制的可扩展的主动应力。这种马达能够在流动状态和静止状态之间快速、可逆地切换。反过来,时空图案的主动应力控制无处不在的弯曲不稳定性的可伸展的活性流体的演变,并确定其临界长度的依赖性。将光学控制的簇与传统的驱动蛋白马达相结合,能够一次性地从收缩性主动应力切换到伸展性主动应力。这些结果开辟了一条道路,对主动流体产生的自主流动的实时控制。
2022-09-13 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Collective dynamics of microtubule-based 3D active fluids from single microtubules
驱动蛋白驱动的、基于微管的3D活性流体的自组织依赖于单个微管的集体动力学。然而,宏观流体流动和微管的微观运动之间的联系仍然不清楚。在这项工作中,单微管的运动的特点是通过二维滑动分析,并与三维活性流体的流动进行比较。虽然这两个系统的规模相差1,000倍,但两者都是由进行性、非进行性或两种分子马达蛋白的相等混合物驱动的。为了寻找两个系统之间的动态相关性,通过改变温度和ATP浓度来调节运动活动,并比较两个系统的变化。马达的持续合成能力发挥了重要作用,在活跃的流体流动,但只有当流体几乎不动,否则,流量占主导地位的流体动力学阻力控制的样本大小。此外,虽然发动机的热反应导致主动流体随着温度的升高而流动得更快,但这种温度依赖性可以通过引入温度变化的耗尽剂来逆转,强调耗尽剂在设计主动流体的温度响应中的潜在作用。活性流体的温度响应几乎是立即的(<10秒)。这样的特性使得能够用温度开关控制活性流体。总的来说,这项工作不仅澄清了温度在活跃流体活动中的作用,而且揭示了活跃流体的集体动力学与其组成的单个微管的动力学之间关系的基本原理。
2019-04-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Immersed Boundary Simulations of Active Fluid Droplets
我们提出了数值模拟的主动流体液滴浸没在外部流体在2维{使用}浸没边界方法来模拟液滴界面作为拉格朗日网格。我们目前的结果从两个例子系统,首先是一个积极的各向同性流体边界组成的颗粒,可以绑定和unbind从接口和产生表面张力梯度,通过主动收缩。其次,液滴填充有在液滴界面处具有{垂面}锚定的活性极性流体。这两个系统表现出类似于细胞运动和分裂的自发对称性破缺和稳态动力学,并表现出具有最小自由度的复杂反馈机制。这里概述的模拟将有助于量化这些活跃系统中可观察到的各种动态,并以一致和适应性强的方式模拟限制的影响。
2016-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Novel critical phenomena in compressible polar active fluids: A functional renormalization group approach
活性物质不仅与生命物质和各种非平衡体系有关,而且是新物理学的沃土。事实上,动态重整化群(DRG)分析已经发现了许多新的普适类(UC)在极性活性流体-一个原型的活性物质系统。然而,由于DRG方法中固有的技术困难,几乎所有先前的研究都局限于不可压缩或无限可压缩(即,马尔萨斯)限制,并且当结合使用$ε$ -扩展时,扩展到单回路水平。在这里,我们使用功能重整化群方法,绕过这些困难和首次揭示了新的临界行为在可压缩极性活性流体,并计算相应的临界指数超过一圈的水平。具体来说,集中在一个多临界区域的系统,我们发现了三个新的UC和量化其相关的标度行为附近的上临界尺寸$d_c = 6$。
2022-10-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase Separation Driven by Active Flows
本文扩展活性向水动力学连续统理论建立双流体耦合模型,发现活性向列流体与各向同性流体混合时发生由活性锚定和浓度梯度驱动的活性流动相互作用导致的微相分离,结果与细胞分选及脂质筏形成相关。
2023-08-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Flow coupling between active and passive fluids across water-oil interfaces
被油包围的活性液滴可以自发地形成循环流动。然而,周围石油的动力学及其对活性流体的影响仍然知之甚少。为了研究主动流体和被动油之间在它们的界面上的相互作用,将驱动蛋白驱动的基于微管的主动流体液滴浸入油中并压缩成圆柱状形状。液滴的几何形状支持intradroplet循环流动,但循环被抑制时,围绕液滴的油层的厚度减少。示踪剂和网络结构分析和连续介质模型的基础上的动力学的自伸长杆的实验表明,流动过渡导致的流动耦合之间的界面的活性流体和油,与毫米级的耦合长度。此外,还开发了两种新型的毫流体装置,可以实时触发和抑制液滴内循环流动:一种是通过改变周围油层的厚度,另一种是通过局部变形液滴。这项工作突出了界面动力学在主动流体液滴系统中的作用,并表明液滴内的循环流动可以受到主动流体和油之间的界面上的毫米级流动耦合的影响。
2021-05-26 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Effective temperature of active fluids and sheared granular matter
由自推进粒子的内部活动驱动的活性流体内的动力学是非平衡物理学中深入研究的主题。这些系统已被探索使用模拟,其中被动示踪剂粒子的运动如下。类似的研究已经进行了被动颗粒物质,这是由剪切其边界驱动。在这两种类型的系统的非平衡运动已被量化,通过定义一组“有效温度”,使用示踪粒子动能和波动耗散关系。我们证明,这些有效的温度提取的多体模拟拟合的解析表达式,得到一个单一的活性粒子内的粘弹性流体。这一结果提供了可检验的预测,并提出了一个统一的描述内的动态主动系统。
2018-03-31 cond-mat.soft physics.bio-ph
Emergent Structures in an Active Polar Fluid : dynamics of shape, scattering and merger
空间局部化的缺陷结构自发出现在一个积极的极性流体的流体动力学描述,包括极性的'肌动蛋白'丝和'肌球蛋白'马达蛋白,(联合国)结合到丝和施加积极的收缩应力。这些新兴的缺陷结构的特点是不同的纹理,可以是静态或移动-我们推导出有效的运动方程,这些“扩展粒子”,并分析其形状,动力学,相互作用和散射。根据碰撞参量和推进速度,这些活性缺陷经历弹性散射或合并。我们的研究结果是相关的动态肌动球蛋白致密结构在细胞皮质,重组肌动球蛋白复合物和二维活性胶体凝胶。
2017-01-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Localized states in active fluids
该研究针对生物活性物质与化学反应网络耦合的系统,发现受平流化学物质调控的活性物质组装可自发形成局域态,揭示了局域细胞斑图的一种通用生成机制。
2023-10-03 nlin.PS physics.bio-ph
Microtubule-based active fluids with improved lifetime, temporal stability and miscibility with passive soft materials
我们已经开发了几个不同的模型系统的微管为基础的三维主动各向同性流体,并比较了它们的动力学和结构特性。这些流体的非平衡动力学由三种不同类型的驱动蛋白马达提供动力:进行性马达、非进行性马达和永久连接到微管骨架的马达。第四个修改使用特定的微管交联剂,而不是一个非特异性的depletant诱导成束。与以前开发的系统相比,每种新的活性流体配方都具有某些增强的特性。首先,将马达连接到微管骨架将流体的寿命从几小时延长到几天。此外,切换到非进行性马达显著地增加了主动动力学的时间稳定性,而使用特定的交联剂产生了可以结合其他被动软材料(诸如聚合物凝胶或液晶)的系统。这些新开发的模型系统将显着帮助和提高我们的能力,以量化不同的现象,在微管为基础的活性物质。
2018-11-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Instability of an active fluid jet
流体射流分解成液滴的现象长期以来一直吸引着自然科学家,早期的研究可以追溯到19世纪。由于表面张力,对射流的无限小扰动会增加,最终导致射流分裂成液滴(Rayleigh-Plateau不稳定性)。虽然这一经典现象已经研究了很长时间,但尚不清楚当流体被活性流体取代时,它是如何改变的。在这项研究中,我们调查的不稳定性射流的主动流体。主动流体由微泳者悬浮液建模,微泳者通过产生表面切向速度来推进自己,即蠕动。这些蠕动体被认为是底部重的,并且比周围的流体重,因此活动流体的向下射流在重力作用下自组装。蠕动之间的流体动力学相互作用的计算使用斯托克斯动力学方法,其中近场流体动力学精确计算。我们发现,主动流体的射流是不稳定的,与不同的不稳定模式之间的拉,推。对于牵引器的主动流体,射流以使人联想到牛顿流体的静脉曲张的方式分裂成液滴。另一方面,对于推进器,喷流是弯曲的,并经历波动(弯曲)不稳定性。这两种不稳定性的物理机制可以通过检查的应力场和参数的研究揭示了流体动力学相互作用的不稳定性的重要性。虽然重力和底重在实现向下射流中起着至关重要的作用,但它们对不稳定性的影响是有限的。我们的发现有助于揭示活性流体集体性质的新特征。
2022-09-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Diversity of phase transitions and phase separations in active fluids
活性物质不仅对我们理解各种生物过程不可或缺,而且为发现新的物理学提供了肥沃的土壤。许多在平衡系统中不可能的涌现性质在主动系统中得到了证明。这些涌现的特征包括运动诱导的相分离、二维长程有序(集体运动)相以及有序-无序相共存(条带和反向条带制度)。在这里,我们统一这些不同的相变和相位共存到一个单一的配方的基础上通用的流体动力学方程的活性流体。我们还揭示了一个新的共同运动的共存阶段和一个假定的新的临界点。
2022-02-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Active topological strings in renewing nematopolar fluids
University of Geneva(日内瓦大学)
研究在再生向列极流体中发现稳定的拓扑弦结构,并揭示其稳定机制及连续物质再生的作用。
2026-01-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Edge instability in incompressible planar active fluids
界面不稳定性与许多重要的生物过程密切相关。一个关键的例子出现在伤口愈合实验中,该实验观察到具有初始直边缘的上皮层不能均匀地愈合。我们认为在活跃的流体的背景下的现象。改进了J.Zimmermann,M. Basan和H.莱文,欧元。物理学家:Special Topics 223,1259(2014),我们对具有开放界面的主动流体的二维不可压缩流体动力学模型进行了线性稳定性分析。我们对模型的稳定性进行了分类,发现对于实验相关参数,在这个极小模型中总是不存在指进稳定性。我们的研究结果指出了密度变化在组织再生中的指状不稳定性中的至关重要性。
2017-06-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stable long-range uniaxial order in active fluids at two-dimensional interfaces
我表明,在一个活跃的流体膜的两维双稳态秩序可以是稳定的和长期的,如果交换的颗粒和动量与周围的三维流体是允许的。数量守恒膜呈现不稳定性,在高活性或低浓度下具有独立于活性的最快增长模式。运动性可以稳定长程极性秩序,即使在这样的浸没表面上的游泳者在电影中的数量是保守的。浸没表面的主动有序比以前预期的要丰富得多,具有主动运输的功能后果,并表明在当前和未来的实验中对参数进行更广泛的探索将显示这里预测的新功能。
2021-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Defect states in compressible active polar fluids with turnover
本文通过可压缩主动极性流体的流体动力学描述,揭示周转能够稳定取向序场中的拓扑缺陷,并根据周转率形成晶格、主动泡沫和涡旋玻璃等多种相,从而阐明周转在组织生物活性物质中的关键作用。
2025-06-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Breakdown of effective temperature, power law interactions and self-propulsion in a momentum conserving active fluid
最简单的扩展单粒子动力学在动量守恒的主动流体-的两个胶体粒子或一个单一的粒子的主动悬浮液限制在一个墙-表现出强烈的偏离玻尔兹曼行为,导致要么崩溃的有效温度描述或非零熵产生率的稳态。这是流体动力相互作用的结果,在粒子位置的随机描述中引入乘性噪声。这导致波动引起的相互作用,依赖于距离的幂律。我们发现,在被动流体中的激活胶体的动力学,与随机强迫本地化的颗粒,是不同的被动胶体在一个积极的波动流体。
2019-11-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.QM
A 2-D suspension of active agents: the role of fluid mediated interactions
考虑到同时Vicsek短程有序和远场流体动力学相互作用介导的周围流体,我们调查的作用,长程相互作用的有序现象中的准2维主动悬浮液。通过研究悬浮液中粒子数的涨落、速度的关联函数和粒子团大小的分布函数,我们观察到流体动力学相互作用对悬浮液中粒子有序性的影响取决于粒子数密度和噪声强度。对于一个固定的噪声值,在大密度的粒子,长程相互作用增强系统中的聚类。
2016-11-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Conformations, correlations, and instabilities of a flexible fiber in an active fluid
受细胞核染色质运动启发,本文提出了浸没在活性力偶悬浮液中的长柔性聚合物多尺度模型,发现由流体动力学和排列相互作用驱动的取向不稳定性,揭示了活性与被动组分通过流固相互作用实现大尺度自组织的机制。
2024-02-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Flow-polarity decoupling and universal mobility enhancement in dense bacterial active fluids
The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学);Hainan University(海南大学)
通过同时成像细胞体、鞭毛和流场,发现密集3D细菌活性流体中细胞极性随机分布但溶剂流呈现介观有序,流-极性解耦源于各向异性微游泳者力-偶极假设的失效,近场相互作用产生新活性力,增强自平流迁移率。
2026-11-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Coarsening of biomimetic condensates in a self-stirring active fluid
本研究通过实验、模型与模拟结合,揭示自搅拌活性流体中仿生凝聚体粗化缺乏自相似性的机制,提出以二元碰撞统计为核心的控制参数,深化非平衡相分离理解。
2025-09-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Enhanced active swimming in viscoelastic fluids
游动微生物通常在具有复杂流变性的流体中自推进。虽然过去的理论研究表明,流体的粘弹性应该会阻碍它们的运动,但最近对挥动游泳者的实验表明,运动可能会增强非牛顿运动。我们提出了一个物理机制,基于流体-结构相互作用,导致在粘弹性流体中以比牛顿流体更高的速度游泳。使用泰勒的二维游泳片模型,我们解决了作为外部流体应力,内部驱动力矩和被动弹性阻力之间的平衡的主动游泳者的形状。我们表明,这种动态平衡导致一个通用的过渡,从受阻刚性游泳增强灵活的运动。结果被物理解释为由于粘弹性吸力增加游泳振幅在非牛顿流体和克服粘弹性阻尼。
2014-11-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Transition from turbulent to coherent flows in confined three-dimensional active fluids
通过管道输送流体对于宏观机器和微流体装置的操作是必不可少的。传统的流体只在外部压力下流动。我们证明了一个积极的各向同性流体,由微管和分子马达,自主地流过米长的三维通道。我们建立控制的大小,速度分布和方向的自组织流,并将这些扩展的微管束的结构。固有的三维过渡,从散装湍流的约束相干流发生伴随着在表面附近的束取向顺序的过渡,并由一个规模不变的标准有关的通道轮廓控制。受限各向同性活性流体的非平衡相变可以用来设计自组织软机器。
2017-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Fluid pumping and active flexoelectricity can promote lumen nucleation in cell assemblies
我们讨论的物理机制,促进或抑制细胞组装或组织内充满液体的管腔成核。我们讨论了管腔形成的连续理论中的组织材料的性质,其中的组织被描述为一个双流体系统来解释其渗透的间质液,我们包括流体泵送以及有源电效应。考虑到一个球形的几何形状和极化的组织,我们的工作表明,流体泵送和组织挠曲电管腔形成中起着至关重要的作用。我们还探讨了大量的各种各样的长时间的状态,可访问的细胞聚集体及其内腔。我们的工作揭示了组织腔形成中的机械,电气和液压现象的耦合作用。
2019-09-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Controlling liquid-liquid phase behavior with an active fluid
二元液体的分层是一个普遍存在的过渡,这是解释使用一个完善的热力学形式主义,需要在整个相边界的密集的热力学参数的平等。当二元流体混合物被驱离平衡时,例如,通过外部剪切流,也会发生分层转变。然而,预测非平衡非势条件下的分层转变仍然是一个挑战。我们驱动液-液相分离(LLPS)的有吸引力的DNA nanostar分子远离平衡使用内部驱动的微管为基础的活性流体。活性降低了临界温度,并缩小了共存浓度,但只有当液滴和重新配置的活性流体之间存在机械键时。在数值模拟中观察到类似的行为,表明液-液相分离的活性抑制是活性LLPS的一般特征。我们的工作描述了一个平台,用于构建具有反馈控制的软活性材料,同时还提供了对细胞生物学的深入了解,其中相分离成为一种普遍存在的自组织原理。
2022-08-31 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Squeezed in three dimensions, moving in two: Hydrodynamic theory of 3D incompressible easy-plane polar active fluids
我们研究了三维(3D)不可压缩集合的自推进实体与非零平均速度状态下的动量汇接触的流体动力学行为,以下称为3D易平面不可压缩极性活性流体。我们表明,该系统的流体动力学模型属于同一普适类的平衡系统,即一个特殊的三维各向异性磁铁。后者可以进一步映射到另一个平衡系统上,即滑动柱相中的DNA-脂质混合物。通过这些联系,我们找到了三维易平面不可压缩极性活性流体阻尼系数的发散重整化,并得到了它们的等时速度关联函数。
2018-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fingering instabilities in tissue invasion: an active fluid model
转移性肿瘤通常通过形成从癌块出现的多细胞指状突起来侵入健康的邻近组织。为了理解这一现象背后的力学背景,我们在这里开发了一个自我推进的,不断生长的生物组织的极简流体模型。该理论只涉及四个力学参数,并在各种设置中保持分析跟踪。作为该模型的应用,我们研究了由我们的主动和膨胀流体制成的二维圆形液滴的演化,并嵌入被动的非生长组织中。该系统可用于模拟上皮层中癌的演变。我们发现,我们的描述可以解释的倾向,肿瘤组织的指法不稳定性,作为条件的积极牵引和生长动力学的幅度。我们还能够预测转移开始时的肿瘤大小,以及随后的侵袭性指的数量。我们的主动流体模型可能有助于描述更广泛的生物过程,包括伤口愈合和发育模式。
2018-09-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Force generation in confined active fluids: The role of microstructure
我们通过实验确定施加到被动探头作为其到墙壁的距离的函数的活性粒子浴的力,并将其与探头周围的活性粒子的测得的平均密度分布进行比较。在主动应力的框架内,我们证明了这两个量-最多一个因素-直接相互关联。我们的研究结果是在一个最小的数值模型非常一致,并确认了一般的和系统独立的活性颗粒的微观结构和传输力之间的关系。
2022-05-11 cond-mat.soft physics.app-ph physics.bio-ph
Spontaneous rotation can stabilise ordered chiral active fluids
主动流体力学理论是研究鸟群、细菌悬浮液及其人工模拟物等内驱动粒子有序相涌现的有力工具。虽然取向有序相的理论现在已经很好地建立起来,但手性对这些相的影响却研究得很少。本文首次给出了二维不可压缩系统中取向有序手征粒子的完整动力学理论。我们证明了旋转手征粒子的相位相干态在动量守恒和非守恒系统中都是非常稳定的。此外,缺陷分离-驱动非旋转活性流体中的混沌流动-被手性活性颗粒的固有旋转抑制。因此,我们建立手性作为一个来源的显着稳定的活性系统,这可能是关键在解释一些生物组织,细胞骨架系统和细菌的集合的集体行为。
2019-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Oscillatory collective motion in viscoelastic and elastic active fluids and solids under circular confinement
本文证明圆形约束下活性生物膜中发现的振荡旋转与平移集体运动模式具有普适性,可广泛存在于粘弹性流体和固体中,弹性固体仅为极限情形。
2025-02-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Dynamics of a simple model microswimmer in an anisotropic fluid: implications for alignment behavior and active transport in a nematic liquid crystal
最近的几个实验研究了自驱动细菌和胶体粒子在液晶中的取向和传输行为。相应地,我们从理论上研究了单轴各向异性流体中极小模型微游泳者的动力学行为。作为第一步,流体动力学格林函数提供响应于作用在各向异性流体上的局部力的所得到的流体流动解析地导出。在此基础上,分析了拉式和推式微泳子在各向异性流体中的行为。根据推进机制和不同的粘度的相对大小,我们发现对齐的游泳者平行或垂直于各向异性轴。特别地,在某些情况下也识别倾斜对准。所观察到的游泳者重新取向的结果之间的流体动力学耦合的自诱导流体流动和周围流体的各向异性,这扭曲了自生流场。我们支持我们的结果的一个简化的线性稳定性分析。我们的理论预测是在定性协议与最近的实验观察游泳细菌在液晶。它们支持利用宿主流体的可能可切换的各向异性来引导个体微泳者和活性颗粒沿着所要求的路径的目标,从而实现受控的主动运输。
2018-09-03 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Vortex triplets, symmetry breaking, and emergent nonequilibrium plastic crystals in an active-spinner fluid
本研究结合统计力学与流体力学,发现活性旋转子流体中随活性增强涌现出涡旋三重态三角晶体,其为平衡塑性晶体的非平衡对应物,并表征了其统计性质与实验实现途径。
2025-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Active Model H: Scalar Active Matter in a Momentum-Conserving Fluid
我们提出了一个自推进粒子的连续理论,没有对齐的相互作用,在动量守恒的溶剂。为了解决相分离,我们引入了一个标量浓度场$ϕ$与对流扩散动力学。活动产生对偏应力的贡献$Σ_{ij}=-ζ((\partial_iϕ)(\partial_jϕ)-(\nablaϕ)^{2}δ_{ij}/d)$,其中$ζ$在时间反演下是奇数,而$d$是空间维数;这导致对收缩性游泳者为负的有效界面张力贡献。我们预测,域的增长,然后停止在扩散粗化的界面的主动拉伸平衡的长度尺度,并确认这一数字。因此,即使没有排列相互作用,活动和流体动力学的相互作用也是非常重要的。
2015-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph