Interparticle torques suppress motility-induced phase separation for rodlike particles
为了研究扭矩在运动诱导相分离（MIPS）中的作用，我们模拟了一个自推进粒子系统，其形状从各向同性（圆盘/球体）到弱细长（棒）平滑变化。我们构造了纵横比为$l/σ=2$的二维主动盘、三维主动球和二维/三维主动杆的相图。的均匀各向同性相的稳定性分析，使我们能够预测的有效游泳速度和旋转扩散的颗粒的基础上MIPS的发病。这两种方法发现抑制MIPS的颗粒形状被拉长。我们提出了一个抑制机制的基础上的持续时间的碰撞，并认为这种机制可以解释抑制MIPS在这里发现的棒状粒子和增强的MIPS与Vicsek相互作用的粒子。
2019-04-02 cond-mat.stat-mech
Symmetry-breaking motility of penetrable objects in active fluids
本文证明对称可穿透物体在无预先有序的活性流体中可通过负阻力产生自发运动，并揭示其与对称性破缺分岔及扩散系数非单调尺寸依赖性的关联。
2024-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generalized thermodynamics of Motility-Induced Phase Separation: Phase equilibria, Laplace pressure, and change of ensembles
运动诱导的相分离（MIPS）在没有cohesion内聚力的情况下导致内聚活性物质。我们提出，扩展和说明最近广义热力学形式主义，占其双节点曲线。使用这种形式主义，我们确定了一个广义的表面张力，控制有限尺寸的修正共存的密度，和广义的力量，可用于构建新的热力学合奏。我们的框架是基于一个非平衡推广的Cahn-Hilliard方程，我们讨论了它的应用程序的活性粒子相互作用，无论是通过群体感应相互作用或直接通过成对的力量。
2018-10-10 cond-mat.stat-mech
How motility affects Ising transitions
研究二维吸引性游走-翻滚粒子模型的相分离转变，发现运动性增加需更强吸引力才能实现伊辛类相变，且运动性阻碍团簇形成。
2024-09-19 cond-mat.stat-mech
Shape-dependent motility of polar inclusions in active baths
本文研究活性粒子浴中各向异性内含物的动力学，揭示其运动性及力去相关时间、粒子停留时间对形状的非单调依赖，并指出在接近运动诱导相分离临界体积分数时运动性最优。
2023-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Efficiency of one-dimensional active transport conditioned on motility
通过对一个随机过程的可观测值的条件，人们得到一个新的随机过程具有不同的性质。我们将这个想法应用在活性物质的背景下，并根据它们各自的运动性来调节相互作用的自推进粒子。利用动力学大偏差理论中的有效过程形式，我们在两个玩具模型--完全不对称排斥过程和奔跑翻滚粒子\emil{in the case of two or three particles}中推导出了驱动强加迁移率对抗干扰相互作用的相互作用.我们提供了一个框架，考虑到自我推进所需的能源消耗，并解决如何能源效率的紧急相互作用的问题。在调节时，运行和翻滚颗粒产生对齐相互作用，并实现比TASEP颗粒更高的效率增益。超过一定的条件作用水平，效率收益就会递减。求助于一个通用的公式，在空调的能源效率的变化，我们的结论是，最显着的收益发生时，有很大的波动，利用流动性。通过详细比较两体与三体场景中出现的有效相互作用，我们发现了筛选效应的证据，这表明条件反射可以产生拓扑相互作用而不是度量相互作用。
2020-02-12 cond-mat.stat-mech
Equilibrium and non-equilibrium properties of active matter systems
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化促进协会）；School of Mathematical & Computational Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化促进协会数学与计算科学学院）
本文研究主动物质系统中集体行为与动力学，探讨体积排除效应、介质无序性及自推进粒子在非晶格域中的行为，分析热噪声、自推进速度等因素对集体行为的影响。
2026-05-10 cond-mat.stat-mech
From Motility-Induced Phase-Separation to Glassiness in Dense Active Matter
致密的活性系统在自然界中广泛存在，例子从细菌菌落到生物组织。通过增加体系的填充率或利用运动诱导相分离（MIPS）现象，可以得到致密的活性颗粒团簇。在这项工作中，我们探讨了一个二维模型的活性玻璃的相图，并显示无序的活性材料开发了丰富的集体行为，包括MIPS和glassiness。我们发现，虽然玻璃态是几乎无法区分的平衡玻璃，导致其流化的机制没有任何平衡对应。我们的研究结果可以合理化之间的交叉低活性制度，其中玻璃态动力学是由一个有效的温度，和高活性制度，这将推动系统对MIPS。
2022-04-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal transport of active colloids with sensory delay in motility landscapes
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；University of Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)（巴塞罗那大学复杂系统研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究了具有感知延迟的活性胶体在运动景观中的扩散传输，通过动态随机切换过程替代自推进速度的空间依赖性，推导出均方位移和有效扩散系数的解析结果，揭示了密度模式和有效扩散的普适标度形式。
2026-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active adaptolates: motility-induced percolating structures with an adaptive packing geometry
Institute for Condensed Matter Physics, Technische Universit \"a t Darmstadt, Hochschulstraße 8, 64289 Darmstadt, Germany.；Center for Optical Quantum Technologies, Department of Physics, Universit\"at Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging, Universit\"at Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany
本研究发现了一种新型活性物质相，通过运动诱导形成具有自适应排列几何的渗流结构，为设计活性系统内在结构提供了新方法。
2024-02-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhanced motility in a binary mixture of active nano/microswimmers
本文研究通过在二元混合物中将运动性从高活性客体物种传递给低活性宿主物种来提升纳米/微型游泳者的运动性，数值模拟显示宿主物种运动性最高可增强四倍，可应用于化学、生物和医学领域。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Topology of pulsating active matter: Defect asymmetry controls emergent motility
University of Luxembourg（卢森堡大学）；CNR Institute of Complex Systems, Uos Sapienza（罗马智慧大学复杂系统国家研究中心）
通过棘轮效应揭示脉动活性物质中拓扑缺陷的运动性源于局部振荡与排斥相互作用的机械化学耦合，并利用涨落流体动力学解释缺陷从慢速螺旋波到快速纤维状波的转变。
2026-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale perturbative approach to active matter with motility regulation
University of Geneva（日内瓦大学）
本文提出了一种适用于干标量活性物质的粗粒化方法，基于逆柯尔莫戈洛夫方程的多尺度扰动展开，无需特定微观动力学，可研究不同运动调节形式，并扩展到非马尔可夫方向动力学。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frictional Active Brownian Particles
在高剪切速率下，摩擦力影响硬球胶体的流变性。在这里，我们证明，通过数值模拟，它们也影响了动态的活性布朗粒子，和他们的运动诱导相分离。摩擦力增加了稀相中粒子的角扩散率，并防止碰撞粒子通过一个滑向另一个来解决它们的碰撞。这导致在体积分数运动平面中运动诱导的相图的定性变化。无摩擦系统只有在体积分数超过某一阈值时才随着运动性的增加而变得不稳定，而摩擦系统无论体积分数如何都变得不稳定。这些结果表明，通过调节颗粒的粗糙度来控制运动诱导相图的可能性。
2020-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quorum-sensing active particles with discontinuous motility
我们发展了一个动态的平均场论的极性活性粒子，通过一个自生场，特别是通过发射化学信号产生的相互作用。虽然是一种形式的趋化反应，但它与常规趋化性的不同之处在于，当局部浓度超过阈值时，颗粒不连续地改变其运动性。由此产生的耦合方程的密度和偏振是线性的，可以解析地解决简单的几何形状，产生不均匀的密度分布。具体来说，在这里，我们考虑一个平面和圆形接口。因此，我们的理论解释了观察到的致密聚集体与活性气体共存。然而，与基于自由能的更传统的液-气共存图存在差异，最明显的是没有临界点。我们证实了我们的分析预测的数值模拟下的约束和相互作用，通过体积排阻的活性粒子。通过一个有效的平移扩散系数达到了良好的定量协议。我们最后表明，一个额外的化学梯度方向的反应是足以诱导涡簇。我们的研究结果铺平了道路，工程运动反应，以实现聚集和集体行为，即使在不利的条件下。
2019-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polarization-Density Patterns of Active Particles in Motility Gradients
密度调制和粒子极化的共定域是活动活性物质在活动梯度中的特征涌现。因此，它可以发挥吸烟枪的作用，内在的微观活动的中尺度检测。我们采用主动布朗粒子（ABP）模型推导出精确的解析表达式的密度和偏振分布的一个单一的Janus型游泳运动员在附近的一个突然的活动步骤，包括情况与方向相关的推进速度。我们的结果与在配套论文[1]中提出的热微游泳者的测量数据吻合得很好，并且可以作为更复杂应用的模板，例如，运动诱导的相分离或物理边界的研究。我们的正式结果背后的基本物理是强大的捕获和阐明的示意性两种“运行和翻滚”模型。
2021-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Information and motility exchange in collectives of active particles
我们研究的运动性和信息交换的相互作用，在一个模型中的运行和翻滚的活性粒子的粒子的运动性被编码为一个位的信息，可以交换接触时，根据规则的AND和OR逻辑门电路。活动的AND颗粒在与非活动颗粒接触时变为非活动的。相反，能动的OR粒子在与它们的非能动对应物碰撞时保持能动。和已经变得不活动的颗粒另外“重新唤醒”，即，以固定的速率$μ$恢复它们的运动性，如在传染病传播的SIS（易感、感染、易感）模型中，其中被感染的病原体可以再次变得健康，但不保持最近感染的记忆，因此它对新的感染敏感。对于$μ=0$，AND和OR粒子分别不可逆地松弛到所有非活动粒子或所有活动粒子的吸收状态。然而，对于在整个过程中保持活性的OR颗粒，弛豫动力学更快。在有限的$μ$，与动力学之间的相互作用的再唤醒和碰撞率控制。对于$μ>μ_c$，该系统演化为所有活动粒子的状态（吸收相变语言中的吸收状态），对于$μ<μ_c$，该系统演化为活动粒子和非活动粒子共存的混合状态（吸收相变语言中的活性状态）。最终状态表现出丰富的结构控制的运动诱导的聚集。我们的工作可能与运动细菌中的生化信号，流行病和社会共识的传播以及活性胶体的光控组织有关。
2020-06-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-Induced Microphase and Macrophase Separation in a Two-Dimensional Active Brownian Particle System
作为非平衡力的结果，纯排斥性自推进颗粒经历浓相和稀相之间的宏观相分离。我们提出了一个深入的研究，这种动力学诱导相分离（MIPS）在两个维度的活性布朗粒子的有序动力学，我们表明，它是一般伴随着微相分离。密相的生长遵循类似于液-气相分离的规律。然而，它是由六角微区的马赛克，其尺寸不会无限粗化，留下一个扩展的拓扑缺陷的网络，从微观稀释气泡出现。这些有限尺寸结构的特征长度随活性而增加，与初始条件的选择无关。
2021-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-induced phase separation and coarsening in active matter
活性系统，或称活性物质，是一种自我驱动的系统，它在远离平衡的状态下生活或发挥作用--我们在这里集中讨论的一个典型例子是悬浮的自运动粒子。主动系统远离平衡，因为它们的微观组成部分不断消耗环境中的能量来做功，例如推动自己。活性物质的非平衡性质导致了许多有趣的现象。最近，生物和软物质物理学家们非常感兴趣的一个重要问题是所谓的“运动诱导相分离”，即自推进粒子在它们之间没有任何明显的吸引力相互作用的情况下聚集成团。在这里，我们回顾了运动引起的相分离的物理学，并在相分离和粗化的经典物理学的框架内讨论这种现象。我们还讨论了细菌菌落粗化可能被逮捕的理论。大部分的工作将集中在运行和翻滚的情况下，主动布朗粒子在溶剂介导的流体动力学相互作用的情况下，我们将简要讨论他们的作用，这是目前还没有完全理解在这方面。
2015-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometric and Nonequilibrium Criticality in Run-and-Tumble Particles with Competing Motility and Attraction
研究显式吸引与自推进竞争下RTPs的再入式MIPS，通过致密团簇渗流分析发现临界指数连续变化但标度函数属于Ising–渗流普适类，揭示其Ising超普适性。
2025-10-21 cond-mat.stat-mech
Dynamical Clustering Interrupts Motility Induced Phase Separation in Chiral Active Brownian Particles
活性物质中最有趣的现象之一是在排斥性活性粒子中观察到的类气-液运动诱导相分离（MIPS）。然而，实验上没有一个粒子可以是完美的球形，并且不对称的形状、质量分布或催化涂层可以在粒子上诱导主动扭矩，这使其成为手性活性粒子。在这里，使用计算机模拟和动态平均场论，我们证明了足够大的扭矩的圆形活性布朗粒子（cABPs）在二维产生一个动态的集群状态中断传统的MIPS。多重团簇是由常规MIPS内聚和环流引起的衰变相结合而产生的。非平衡稳态中的非零电流微观上来源于自动旋转“释放”的能动性，它打破了连续统水平上的细致平衡。这表明，没有平衡类相分离理论可以构建手性活性胶体，即使是微小的主动扭矩，其中没有可见的集体运动存在。这种机制也揭示了在各种活性物质系统中观察到的动态集群的理解。
2021-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Kinetic theory of motility induced phase separation for active Brownian particles
本研究针对活性布朗粒子碰撞特性，构建类Boltzmann–Enskog动理学理论，通过均匀态线性稳定性分析，揭示了标记粒子有效速度降低引发密度不稳定性的机制，为运动诱导相分离提供动理学解释。
2024-04-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility Induced Phase Separation and Frustration in Active Matter Swarmalators
本研究引入弹性相互作用的游动-翻转活性圆盘群体振荡器系统，发现内部相位相互作用可产生多种活性相，包括阻挫MIPS态和超晶格MIPS态。
2023-09-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-alignment and anti-self-alignment suppress motility-induced phase separation in active systems
本文研究了自对齐与反自对齐对致密活性物质中运动诱导相分离（MIPS）的抑制机制，发现自对齐引发群集并最终形成均匀相，而反自对齐则通过冻结粒子速度抑制聚集并恢复均匀相。
2025-04-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contact Forces in Motility-Regulated Active Matter
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Stanford University（斯坦福大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；University of Oxford（牛津大学）
本文研究了短程排斥力在运动性调控活性物质中的作用，发现其在吸收相变中阻碍凝聚并稳定相共存，但在液-气共存中反直觉地增加液相密度。
2026-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlated and anti-correlated density dependent motility
本文通过模拟研究了密度依赖运动性规则下粒子系统在相关与反相关情况下的稳态行为及相变特性。
2026-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of Motility-Induced clusters: coarsening beyond Ostwald ripening
我们研究集群的动力学的主动布朗运动诱导相分离产生的，通过应用我们设计的算法来跟踪集群轨迹。我们确定了一个聚集机制，超越奥斯特瓦尔德熟化，但也产生$z=3$。质量$M$自推进的活性团簇具有增强的扩散性$D\sim$ Pe $^2/\sqrt{M}$。它们的快速运动驱动聚集成大的分形结构，这些结构是不同的六角序的拼凑，并与规则的、取向均匀的较小结构共存。为了显示活动的影响，我们对一个被动系统进行了比较研究，该系统与主动系统存在重大差异。
2022-11-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical Swirl Structures Powered by Microswimmers in Active Nematics
本文通过数值模拟研究极性微型游动体对活性向列相的影响，发现中等运动能力下会诱发宏观旋涡结构并降低有序度，其机制可解释为时空关联有色噪声促进弯曲不稳定性，为基于运动特征的病原体识别提供了新思路。
2024-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase Diagram of Active Brownian Spheres: Crystallization and the Metastability of Motility-Induced Phase Separation
运动诱导相分离（MIPS）是纯粹排斥性活性粒子经历液-气相分离的现象，是非平衡相变最简单且研究最广泛的例子之一。在这里，我们表明，MIPS共存的状态实际上只有亚稳态的三维活性布朗粒子在一个非常广泛的条件下，在很长的时间内通过有序过渡，我们称之为活性结晶衰减。在MIPS临界点之上的活动，液体-气体双节点被晶体-流体共存曲线所取代，固体，液体和气体都共存于两条曲线相交的三相点。然而，从无序流体中成核活性晶体需要一种罕见的波动，这种波动表现出固相的近密堆积密度。相应的障碍，结晶是克服一个可行的时间尺度上只有在高活性，只有在流体密度接近最大包装。在平衡状态下，这种致密液体的玻璃化预期被主动力强烈地减轻，使得液体-气体共存的寿命随着活性的增加而稳定地下降，在模拟中表现为在极高活性下的容易的自发结晶。
2021-04-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The stability phase diagram of active Brownian particles
低密度气体相和高密度液体相的相分离是生物和合成自推进粒子系统的共同特征。运动和随机力之间的竞争被假定为固定的均匀和相分离的阶段之间的边界。在这里，我们证明了运动性也促进了均匀相，使粒子能够解决它们的碰撞。这一新的认识可以定量预测的硬自推进布朗粒子，原型模型表现出的运动诱导相分离的旋节线。此外，我们表明，摩擦力控制的物理过程中，运动促进均匀相。因此，摩擦出现作为一个实验变量参数来控制运动诱导相图。
2020-03-13 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
Aggregation and sedimentation of active Brownian particles at constant affinity
我们研究了由理想储层（恒化器）控制的两种化学物质的相互转化驱动的活性粒子的运动诱导相分离。因此，推进速度是不恒定的，并且取决于实际的颗粒间力，从而增强了密度增加和运动性降低之间的正反馈，这是导致观察到的不均匀密度的原因。对于硬盘，我们发现，这种影响是可以忽略的，相分离是由平均推进速度控制。然而，对于软粒子和大的推进速度，我们预测的集体行为的可观察到的影响。我们简要地评论软磁盘的重入行为。最后，我们研究了非恒定推进对非相互作用活性粒子沉降剖面的影响。
2018-11-14 cond-mat.stat-mech
Role of Translational Noise in Motility-Induced Phase Separation of Hard Active Particles
本研究探讨平移噪声对活性布朗硬圆盘聚集的影响，发现其非单调调控团簇形态，低值促进运动诱导相分离，高值导致团簇蒸发，并构建理论解释相图。
2025-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-Independent transient caging in the high-density phase of motility-induced phase separation
Tokyo University of Science（东京科学大学）
研究发现高密度相中粒子移动存在瞬时笼状效应，揭示了运动诱导相分离与非平衡冻结之间的联系。
2026-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Narrow-escape time and sorting of active particles in circular domains
现在已经很好地建立了微泳者可以被分选或分离，制造合适的微流体装置或使用外部场。一个自然的问题是如何使用这些技术来区分不同运动能力的游泳者。本文利用稀释极限下的数值模拟，研究了运动参数（持续时间和速度）如何影响活性粒子从圆形区域的窄逃逸时间。我们表明，逃逸时间经历了两个渐近制度之间的交叉。交叉的控制参数是主动运动的持续长度与圆形域的典型长度尺度之间的比率。我们探讨利用这一发现的可能性，分选活性颗粒的运动参数。
2020-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chemotactic motility-induced phase separation
主动运动的粒子集体可以自发地分离成稀相和密相--这是一种被称为运动诱导相分离（MIPS）的迷人现象。MIPS对于无方向偏差的随机移动粒子进行了充分的研究。然而，许多形式的活性物质表现出集体趋化性，即沿着组成粒子自身可以产生的化学梯度的定向运动。在这里，使用理论和模拟，我们表明，集体趋化性强烈竞争MIPS -在某些情况下，逮捕或完全抑制相分离，或在其他情况下，产生根本性的新的动态不稳定性。我们建立了描述这种竞争的定量原则，从而有助于揭示和澄清执行趋化性的活性物质系统（从细胞到机器人）的丰富物理基础。
2023-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Motility-Induced Clustering and Meso-Scale Turbulence in Active Polar Fluids
中尺度湍流最初是在各种游泳细菌悬浮液以及活性胶体集体运动中通过实验观察到的。相应的大尺度动力学模式在一个简单的极性流体模型中重现，假设活性粒子的密度恒定。最近，更详细的实验研究揭示了其他有趣的方面，如异常速度统计和聚类现象。这些现象无法用目前可用的活跃极性流体模型来解释。在此，我们扩展了Dunkel等人提出的连续介质模型，使其包含了密度变化以及局部密度和活性粒子自推进速度之间的反馈。如果速度随着密度的增加而减小，则对所得模型的线性稳定性分析表明，除了原始模型的短波长不稳定性之外，还会发生长波长不稳定性。这通常在高密度的极性活性颗粒中观察到，并且类似于标量活性物质中的运动诱导相分离（MIPS）的公知现象。我们确定了一个简单的相图表示的线性不稳定性，并在相应的参数空间中的各个区域进行系统的数值模拟。短程不稳定性和长程不稳定性之间的相互作用导致了有趣的动力学和新的现象，有关成核和粗化过程。我们的模拟结果显示了丰富多样的新模式，包括动态变化的不规则形状的边界相分离到域。异常的速度统计观察到在所有阶段，系统分离成高密度和低密度的区域。这为它们在最近的细菌悬液实验中的出现提供了一个简单的解释。
2020-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An Introduction to Motility-Induced Phase Separation
运动诱导的相分离，MIPS，可以说是发生在没有排列相互作用的活性物质（标量活性物质）中研究最充分的集体现象。它的起源很简单：由于自推进颗粒在它们缓慢移动的地方积聚，由于碰撞或化学相互作用，具有随密度急剧降低的足够大的推进速度，导致引起致密相形成的反馈回路。在这些笔记中，我将讨论一些主要的理论和计算的努力，在过去的十年中，在理解的基本结构和动力学性质的MIPS相共存的微观活性粒子模型。
2021-12-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
An Introduction to Motility-Induced Phase Separation
本文作为综述章节，介绍了无内聚力时活性粒子因相互作用与自推进对立产生的运动诱导相分离（MIPS），综述相关系统，详述群体感应运动粒子的成熟理论框架，并指出该领域仍存的认知挑战。
2022-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamical pattern formation without self-attraction in quorum-sensing active matter: the interplay between nonreciprocity and motility
本文通过最小模型和线性稳定性分析，发现非互易性与自推进可诱导追逐带动力学图案，无需自吸引；开启自吸引后相分离，界面混沌导致异常缓慢粗化。
2023-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed Swarm Assembly due to Mixed Misaligned Perception-Dependent Motility
研究提出具有感知依赖运动性和相反未对齐视觉感知的粒子混合物，能自发组装成持续自推进的豆形集群，为设计可编程活性物质提供了新途径。
2024-09-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Light controls motility and phase separation of photosynthetic microbes
本研究发现莱茵衣藻种群的相分离可由光完全可逆调控，揭示其源于光与密度依赖的运动性，受光合装置活性调控，拓展了生命系统自组织现象的认知边界。
2020-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Hydrodynamics of a hard-core active lattice gas
本文提出硬核活性晶格气体的涨落流体动力学，通过稳定性分析定量界定运动诱导相分离边界，并与模拟和伪谱迭代结果高度一致，同时指出严格一维下的失效与微相分离相关。
2025-10-17 cond-mat.stat-mech
Vesicles with internal active filaments: self-organized propulsion controls shape, motility, and dynamical response
本文提出“flexocytes”可变形囊泡模型，通过内部自推进丝的相互作用驱动膜形变，模拟生物细胞运动，并预测其在微图案基底和外部刺激下的动态响应，为软物质机器人构建提供新思路。
2019-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Attraction-Induced Cluster Fragmentation and Local Alignment in Active Particle Systems
本研究通过数值模拟发现，吸引相互作用会破坏活性粒子系统的单一团簇形成，导致幂律分布的多团簇态，并自发排列自推进方向以增强团簇运动性。
2025-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active osmotic-like pressure on permeable inclusions
本文使用最小活性布朗模型研究活性流体对固定中空可渗透包裹体产生的类渗透有效压力，发现运动强度较低的区域因粒子积累更强而产生更高的活性压力。
2024-04-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical clustering and wetting phenomena in inertial active matter
本文通过可调节惯性的活性颗粒聚集实验，发现惯性会诱导聚集体内部从类液态向类晶态转变，抑制边界成核，并消除运动性诱导的润湿现象。
2024-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of interparticle interaction on motility induced phase separation of self-propelled inertial disks
运动诱导相分离（MIPS）的现象的相图的自推进相互作用的磁盘的集合进行了探索，特别强调磁盘壁的柔软性和磁盘之间的相互作用的范围内使用Langevin动力学模拟。我们带来了重要的变化，由于磁盘的柔软性和惯性的MIPS相图。具体来说，我们表明，过阻尼软磁盘相分离，而MIPS成为可能，只有在惯性极限硬磁盘。不像大多数早期的研究MIPS认为硬核磁盘，我们的研究结果可能直接适用于软活性物质的生物系统的范围。
2022-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active-Particle Polarization Without Alignment Forces
活性颗粒悬浮液在活性景观中表现出不同的偏振密度模式，即使没有各向异性颗粒相互作用。这种没有排列力的极化在运动诱导的相分离中起作用，并向中尺度观察者泄露了内在的微观活动。使用稳定的长期约束的一个单一的热microswimmer在一个专用的力自由粒子阱，我们检查极化的界面层在运动的步骤，并确认它不施加压力到散装。我们的观察定量解释的分析理论，也可以指导更复杂的几何形状和多体效应的分析。
2021-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Velocity alignment promotes motility-induced phase separation
研究了在二维空间中运动的极性活性布朗粒子通过体积排斥和速度排列相互作用的相行为。我们结合粒子为基础的模拟的微观模型与一个简单的平均场动力学模型，以了解自推进磁盘的运动诱导相分离的速度对齐的影响。我们发现，随着对齐强度的增加，接近集体运动从下面的发病，取向相关性增长，使扩散重定向动力学较慢。因此，颗粒聚集成各向同性簇的趋势增强，有利于系统完全分层成低密度相和高密度相。
2018-07-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-induced temperature difference in coexisting phases
在自然界中，相互热接触的物体通常接近相同的温度，除非热源（或散热器）保持持续的热流。因此，在隔离良好的公寓中，大多数物品都处于类似的温度。这是平衡热力学的一般结果，要求共存相具有相同的温度。与这种一般情况相反，在这里，我们确定了一个系统，该系统在共存相中显示出不同的温度，这些相通过尖锐而持久的温度梯度彼此分离。在热力学上，这种“热”相和“冷”相可以共存，因为我们考虑的系统包括相对于其环境自推进的“活性”粒子，因此本质上是不平衡的。虽然这些微粒是众所周知的自发相分离成液体和气体状的状态，不同的动力学温度在共存相发生时，只有当引入惯性，这是忽略了在标准模型描述活性颗粒。因此，我们的研究结果是一种新的途径，使用活性粒子在共存相之间产生自维持的温度梯度，这种现象从根本上超越了平衡物理学。
2019-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inertial self-propelled particles in anisotropic environments
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；Westfälische Wilhelms-Universität Münster（明斯特威斯特法伦威廉大学）
本文通过振动颗粒粒子在条纹基底上的宏观实验，研究了各向异性环境中自推进粒子的朝向依赖性运动，并提出了包含惯性效应的扩展主动布朗运动模型，可推广至一般n重对称各向异性，用于预测和优化复杂环境中的活性物质动力学。
2023-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability of discrete-symmetry flocks: sandwich state, traveling domains and motility-induced pinning
Saarland University（萨尔兰大学）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培养协会）；Wenzhou Institute of the University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学温州研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文研究了离散活性物质中群的稳定性，发现小滴状物可诱导夹层状态和相反转，揭示了运动诱导钉定现象及多态共存机制。
2025-12-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of Capillary Tension and Interfacial Dynamics of Motility-Induced Phases
本研究从打破时间反演对称性的微观粒子动力学出发，推导共存运动诱导相的界面动力学，识别非热能标与非平衡表面张力，揭示其与机械表面张力的差异及线性关系，为远离平衡界面的描述提供新视角。
2024-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
