Flocking by Turning Away
本研究发现自驱动Janus胶体可通过转向远离相互作用产生集群运动，结合模拟、理论与实验验证了该机制，衔接了对齐与非对齐活性物质类别，为细胞集群运动现象提供了新解释。
2024-07-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Interrupted Motility Induced Phase Separation in Aligning Active Colloids
在相对致密的活性Janus胶体系统中开启高活性，我们观察到快速成簇，然后簇聚集到完全相分离。然而，当足够大的团簇开始分裂时，相分离过程被中断。集群大小分布作为时间的函数，我们确定三个连续的动力学制度。跟踪粒子的位置和方向，我们的特点是在不断增长的集群的结构排序和对齐，从而揭示在这些制度中发挥作用的机制。特别是，我们确定如何相邻粒子之间的对齐是负责中断的全相分离。这项实验研究，它提供了第一个大规模的观察活性胶体中的相分离动力学，结合单粒子分析的本地机制，指向新的物理观察时，对齐和短程排斥。
2019-02-21 cond-mat.soft
Phase separation of passive particles in active liquids
胶体颗粒在活性液体中的输运特性已被广泛研究。它导致了对被动和主动粒子之间相互作用的更深入理解。然而，胶体颗粒在活性介质中的相行为却很少受到关注。在这里，我们提出了一个相结合的实验和数值研究的被动胶体分散在悬浮液中的活性颗粒。我们的研究揭示了动态群集的胶体在活性介质中由于活性噪声和有吸引力的有效电位之间的相互作用的胶体。胶体颗粒与细菌的大小比例决定了相互作用的强度。随着胶体相对尺寸的增加，有效电势变得更强，团簇的平均尺寸增大。模拟揭示了宏观相分离的被动胶体在足够大的尺寸比。我们将介绍密度涨落和流体动力学相互作用在有效相互作用的出现中的作用。
2023-01-27 cond-mat.soft
Emergent vortices and phase separation in systems of chiral active particles with dipolar interactions
利用布朗动力学（BD）模拟研究了具有偶极相互作用的手性活性粒子单层的自组织行为。每个粒子都由平移和旋转自推进驱动，并在其中心携带永久的点偶极矩。每个粒子的平移推进方向被选择为平行于其偶极矩。模拟进行高偶极耦合强度和密度低于相关的简单的活性布朗粒子的运动诱导相分离。尽管有这样的限制，我们观察到丰富的现象，包括两种类型的涡的形成，相分离，和植绒过渡。为了理解多粒子系统中涡旋的出现和消失，我们进一步研究了简单环形结构在自推进作用下的动力学。
2021-06-08 cond-mat.soft
Phase separation of chemokinetic active particles
本研究探讨了趋化动态如何影响活性粒子的运动诱导相分离，发现基础代谢机制加剧MIPS，而活性代谢机制抑制粗化导致微相分离，并推导了相关流体力学理论。
2025-07-11 cond-mat.soft
Transport and phase separation of active Brownian particles in fluctuating environments
在这项工作中，我们研究了一个单一的活性布朗粒子的动力学，以及相互作用的活性布朗粒子的集体行为，在波动的异质环境。我们采用的扩散扩散模型的运动方程的活性粒子涉及的时间依赖性的运动和扩散率的一个变种。在我们的模型中，这些波动相互耦合。利用解析方法，得到了单个粒子的位移及其矩的概率分布函数。通过大量的数值模拟研究了环境涨落对活性布朗粒子集体行为的影响。我们的研究结果表明，波动阻碍运动诱导相分离，伴随着显着的变化的粒子速度的密度依赖性。这些影响解释使用我们的分析结果为一个单一的粒子的动力学。
2021-08-12 cond-mat.soft
Activity-suppressed phase separation
我们使用一个连续介质模型来研究活动的影响相分离的混合物的可扩展的主动的电子和被动的流体。我们强调的独特作用，以前考虑的界面主动应力和散装主动应力耦合到液晶自由度。如前所述，界面活性应力可以阻止相分离。体积可伸展主动应力还可以通过流体的持续自搅拌来强烈抑制相分离，从而相对于被动系统的尺寸显著减小温度/浓度平面中的共存区域的尺寸。相分离状态是一个动态的乳状液连续分裂和合并液滴的稳定状态，最近的实验建议。使用缩放分析和模拟，我们确定各种制度的液滴大小对活动的依赖。这些结果可以为在实验中识别负责阻止相分离的机制提供标准。
2022-12-22 cond-mat.soft
Spontaneous filament formation and network self-assembly via active phase separation
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）
该研究提出活性模型H$^{-}$，通过活性相分离自发形成丝状网络，具有增强连接和停滞粗化特性，弯曲驱动自组装，宏观满足刘易斯定律。
2026-09-18 cond-mat.soft
Effect of Convection Rolls in Motility-Induced Phase Separation of Active Janus Particles
Presidency University（总统大学）
该研究通过数值模拟探究二维对流卷中活性扬努斯粒子的运动诱导相分离，分析自推进、堆积分数与平流的相互作用，揭示平流抑制聚集、重入相等现象，表明对流卷可调控活性物质非平衡集体行为。
2026-08-19 cond-mat.soft
Hydrodynamic interactions destroy motility-induced phase separation in active suspensions
该研究结合理论与大规模Active Fast Stokesian Dynamics模拟，证明squirmer悬浮液中的碰撞诱导力偶极子通过旋转和平移流体动力学相互作用抑制MIPS，并提出用刷状涂层恢复相分离。
2025-09-30 cond-mat.soft
Phase separation by polar active transport
Collège de France（法兰西公学院）；Université Paris Sciences et Lettres（巴黎文理研究大学）；Institut Curie（居里研究所）；Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles de la Ville de Paris（巴黎市立高等物理化工学院）；Université Grenoble-Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
本文提出了一种新的主动Cahn-Hilliard理论，研究由第三极性物种主动分选驱动的相分离过程，预测了马达域的形成及其在不同尺度的稳态行为。
2026-04-01 cond-mat.soft
Coarsening Kinetics in Active Model B+: Macroscale and Microscale Phase Separation
本文通过数值研究 Active Model B+ 中活动布朗粒子的粗化动力学，揭示了旋转流对生长动力学的显著影响，并给出了宏观与微观尺度相分离的详细结果。
2025-08-27 cond-mat.soft
Cooling mechanism controls motility-induced phase separation in inertial active liquids
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；University of Camerino（卡梅里诺大学）；Istituto dei Sistemi Complessi - Consiglio Nazionale delle Ricerche（复杂系统研究所-国家研究委员会）；INFN, Sezione Roma2（意大利国家核物理研究所罗马第二分部）
本研究发现惯性作用通过冷却机制控制主动液体中的运动性诱导相分离，而非体积排斥，揭示了惯性主动物质与颗粒物理的联系。
2025-12-19 cond-mat.soft
Influence of interaction softness in phase separation of active particles
利用一个极小模型，我们研究了一个关键参数，即粒子间斥力的软度，对运动诱导相分离的影响。我们发现，增加颗粒的柔软度降低了系统的能力相分离和系统表现出延迟过渡。相分离后，系统的状态属性可以用一个单一的相关长度尺度，有效粒子间距离来解释。我们估计这个长度尺度分析，并使用它来重新调整状态的性质，在稠密相不同的相互作用的柔软度的系统。使用此长度尺度，我们提供了相分离所需时间的缩放关系，该关系对相互作用柔软度表现出高度敏感性。
2021-04-15 cond-mat.soft
Hunting active Brownian particles: Learning optimal behavior
我们数值研究了活跃的布朗粒子，可以通过一小部分的行动（切换他们的运动和转向左或右相对于一些方向），这是最近的实验与胶体自推进Janus粒子的动机，以响应环境的线索。我们采用强化学习来找到粒子状态和这些动作之间的最佳映射。具体来说，我们首先考虑一个捕食者-猎物的情况下，猎物粒子试图避免捕食者。作为奖励的平方距离的捕食者，我们讨论了三个状态动作集的优点，并表明，远离捕食者是最成功的策略。然后，我们删除的捕食者和雇用集体奖励的信号分子渗出的所有粒子的局部浓度，并表明，对齐的浓度梯度导致趋化崩溃成一个单一的集群。我们的结果为获得活性物质中的局域相互作用规则和设计集体态提供了一条很有前途的途径。
2021-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Programmable Active Janus Droplets Driven by Water/Alcohol Phase Separation
我们报告存在的自推进Janus液滴驱动相分离，这是能够提供货物在一个可编程的方式。自推进液滴最初由角鲨烷/单油酸甘油酯溶液中的水/乙醇混合物形成，并且取决于乙醇浓度在多达三个阶段中演变。在第一阶段中，液滴推进由源自乙醇在油相中的溶解的Marangoni流产生。在该过程中，液滴吸收表面活性剂分子;与乙醇的连续损失相结合，这导致水/乙醇/单油酸甘油酯混合物的相分离和Janus液滴的形成，即富水液滴连接到能够递送货物的富乙醇液滴。我们的特点不同的演化阶段的自推进的液滴周围的流场，从一个弱的推动者，在一个中性的游泳者，二聚体的中性游泳者的演变。最后，我们利用这个主动系统来运送DNA作为货物。通过改变液滴的化学成分来调整相分离之前的延迟时间，可以对几种不同的货物输送过程进行编程。
2016-12-23 cond-mat.soft
Phase separation in ordered polar active fluids: A new Universality class
本文证明有序极性活性流体中的相分离属于新的普适类，其临界维度为5，并在5-ε展开中计算了临界指数。
2024-01-11 cond-mat.soft
Mobility-induced phase separation in a binary mixture of active Brownian particles
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional（卡洛斯一世理论与计算物理研究所）
研究揭示了活性布朗粒子二元混合物中运动诱导相分离的现象，发现高密度共存态呈液态，且单组分系统中固态也表现出扩散行为。
2025-12-31 cond-mat.soft
A phase separation of active colloidal suspension via Quorum-sensing
采用布朗动力学方法模拟了二维活性胶体悬浮体系，其中胶体的自推进速度由其所感知的局部密度来调节，详细研究了浓度依赖的运动对胶体相分离过程及其动力学的影响.有趣的是，系统相分离在一个非常低的包装分数（$Φ\approx 0.125$）在较高的自推进速度（$\text{Pe}$），它与一个均匀的相共存，并达到远程结晶秩序超过一个过渡点。在这里，从局部密度分布，局部和全局键序参量量化的转变点。我们已经表明，相图的特性是定性类似于活性布朗粒子（ABP）模型。此外，我们的调查表明，密度依赖性的运动放大减慢的定向速度，这有利于相分离，即使在低包装分数。在相分离区，有效扩散系数从二次上升到指数$3/2$与$\text{Pe}$的幂律行为。此外，我们已经表明，有效扩散指数下降的填充分数在相分离的制度，而在单相制度的线性下降。
2021-01-28 cond-mat.soft
Hierarchical microphase separation in non-conserved active mixtures
具有反应的非平衡相分离系统可以以两种不同的方式打破时间反演对称性（TRS）。首先，动力学的保守和非保守部分可以由不相容的自由能控制;当两个部分都存在时，这是领先阶TRS违反，以其最简单的形式被“AB模型”捕获。第二，扩散动力学本身可以打破TRS。这只发生在梯度展开的高阶（但这是没有反应存在的主要行为），并被“主动模型B+”（AMB+）捕获。这两种机制中的每一种都可以通过完全不同的途径导致微相分离。在这里，我们介绍模型AB+，这两种机制是同时存在的，并表明，对于缓慢的反应速率的系统可以经历一种新的类型的分层微相分离，从而连续相的流体1包含大液滴的流体2内的小液滴的流体1连续创建，然后吸收到周围的流体-1相。在这种“气泡微相分离”的状态下，小尺度的1合2液滴由保守的扩散动力学产生，而较大尺度的2合1结构由非保守反应控制。
2021-05-28 cond-mat.soft
Active phase separation: new phenomenology from non-equilibrium physics
本综述探讨活性系统中非平衡动力学导致的相分离新现象，揭示多界面张力（含负值）及反向奥斯特瓦尔德熟化等机制，并通过连续场论框架统一理解这些活性相分离的独特行为。
2025-07-10 cond-mat.soft
Inhomogeneous activity enhances density phase separation in active model B
我们研究了活性模型B中的二元相分离，在具有不均匀活性的二维基底上。活动在盒子的中心引入了最大值，并随着我们远离中心而以双变量高斯分布形式传播。该系统进行了研究，为三个不同的强度的分布。接近盒子的边界，活动为零或模型类似于被动模型B。我们从粒子密度的随机均匀分布开始，系统向密度的结构化分布演化。随着时间的推移，密度开始分开，最大密度在盒子的中心，随着我们远离盒子的中心而减少。中心密度分布的宽度随着幂律指数α（t）的增加而增加，直到某个中等时间，α（t）保持在2/3到3/4之间，然后在稳定状态下衰减到零。因此，我们的结果显示了相对于图案化衬底的活性二元系统中的密度的响应。它可用于设计用于捕获和分离活性颗粒的装置。
2021-05-21 cond-mat.soft
Phase Separation by Entanglement of Active Polymerlike Worms
我们研究了薄的、有生命的T. tubifex蠕虫，其表现为活性聚合物。随机分散的活性蠕虫自发聚集形成紧凑的，高度纠缠的斑点，类似于聚合物相分离的过程，我们观察到幂律增长动力学。我们发现，活性聚合物蠕虫的相分离不发生通过奥斯特瓦尔德熟化，但通过积极的运动和合并的相域。有趣的是，增长机制不同于传统的增长液滴聚结：表征蠕虫斑点的随机运动的扩散常数与其大小无关，这一现象可以从以下事实来解释：主动随机运动来自斑点表面的蠕虫。这导致了一个根本不同的相分离机制，可能是独特的活性聚合物。
2020-08-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Flow-induced phase separation of active particles is controlled by boundary conditions
活性颗粒，包括游动微生物、自泳胶体和液滴，已知在流体-固体边界处自组织成有序结构。颗粒在其自发流动的吸引部分中的夹带被假定为这种现象的可能机制。在这里，结合实验，理论和数值模拟，我们证明了这种流动诱导有序机制的有效性，在悬浮液中的活性乳液液滴。我们表明，该机制可以控制，与各种所得的有序结构，通过简单地改变流体动力学边界条件。因此，对于Hele-Shaw盒中的流动，通过改变盒的高度可以获得亚稳谱线或稳定的行波带。类似地，对于由平面限定的流动，形成动态微晶。在无滑移壁处，微晶的特征在于颗粒的连续面外通量，所述颗粒在微晶边缘处循环并重新进入，从而使其稳定。在切向应力消失的界面处，微晶是严格二维的，没有面外通量。我们合理化这些实验结果计算，在每种情况下，由液滴和耗散，远程，多体的主动力和扭矩之间产生的缓慢的粘性流。在主动力和力矩作用下的运动数值模拟结果与实验结果吻合良好。我们的工作阐明了流动诱导相分离（FIPS）在活性流体，特别是活性胶体悬浮液的机制，并证明其控制的边界，提出了新的路线，几何和拓扑现象的活性物质。
2018-04-29 cond-mat.soft
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
Active colloidal suspensions: Clustering and phase behavior
我们回顾了最近的实验，数值和分析结果的主动悬浮的自推进胶体珠移动（准）二维。活性胶体形成了活性物质这一更大主题的一部分，这一主题以远离热平衡的集体动力学现象的出现而闻名。在实验和计算机模拟中，分离成致密的聚集体，即，团簇和稀气相已经报道，即使当吸引力的相互作用和对齐机制是不存在的。在这里，我们描述了三个实验装置，讨论了不同的推进机制，并总结了相分离的证据。然后，我们比较实验观察数值研究的基础上的极小模型的胶体游泳者。最后，我们回顾了一个平均场的方法来自第一性原理，它提供了一个理论框架的密度不稳定性导致的相分离的活性胶体。
2014-07-25 cond-mat.soft
Wall accumulation of confined active Janus colloids due to effective active diffusivity
Florida International University（佛罗里达国际大学）；Colorado Mesa University（科罗拉多梅萨大学）；University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究揭示了受限活性Janus胶体在交流电场下因有效跨通道扩散率导致的壁积累机制，通过实验测量发现粒子在通道内的时间依赖性再分布，揭示了约束控制的主导时间尺度。
2026-05-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Arrested phase separation and chiral symmetry breaking in active dumbbells under shear
本文通过分子动力学模拟研究剪切下活性哑铃粒子的相分离，发现剪切会抑制团簇生长并导致手性对称破缺，粒子以特定角度指向团簇中心以抵抗剪切力矩，从而增强团簇稳定性。
2025-09-21 cond-mat.soft
Re-entrant phase separation in nematically aligning active polar particles
我们提出了一个数值研究的相位行为排斥相互作用的积极极性粒子，对齐他们的积极速度向列。主动速度的幅值和其取向对准中的噪声控制系统的主动性质。在高值的取向噪声，结构流体经历了一个连续的向列型各向同性过渡的主动取向。这种转变是很好地从一个活跃的相分离，其特征在于形成高密度的六角星系团，在较低的噪声强度观察。随着活性的增加，系统经历了一个可重入的流体相分离流体的转变。在低活性下的相共存可以根据运动诱导的相分离来理解。相比之下，六角星系团的再熔化和低取向噪声下的集体运动则主要由群集行为控制。在高活性，滑动和堵塞的极性子集群，形成晶界，车道的形成，以及随后的碎片的极性补丁调解重熔。
2019-10-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Contractility-induced phase separation in active solids
细胞-基质复合物中细胞收缩性和主动相分离的组合被认为是多细胞组织中跨尺度时空模式的实现者，从体节发生到软骨凝聚。为了表征这些现象，我们提供了一个一般的理论，将主动细胞收缩到经典的Cahn-Hilliard-Larch {é}模型相分离在被动粘弹性固体。我们调查在这个模型中的相分离的动力学，并显示如何均匀的混合物可以通过活动不稳定通过干草叉或霍普夫分叉，导致稳定的相分离和/或行波。完整方程的数值模拟使我们能够跟踪所产生的自组织模式的演变，在周期性和机械约束域，并在不同的几何形状。总而言之，我们的研究强调了整合细胞活性和机械相分离在理解软，活性生物固体中的模式的重要性，并可能解释先前在体内和体外环境中软骨冷凝的实验观察。
2022-11-18 cond-mat.soft q-bio.TO
Phase separation and large deviations of lattice active matter
非晶格活性布朗粒子形成团簇，即使在没有吸引力或速度排列机制的情况下也会发生相分离。解释这一现象的论点只诉诸于粒子在波动方向上持续移动的能力，但现有的硬粒子晶格模型解释了这一行为并没有表现出相分离。在这里，我们提出了一个晶格模型的活性物质，表现出运动诱导的相分离的情况下，速度对齐。使用直接和稀有事件采样的动态轨迹，我们表明，聚类和相分离伴随着显着的波动的静态和动态序参量。该模型为运动诱导相分离的研究提供了非格点模型的补充。
2017-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-propulsion via non-transitive phase coexistence in chemically active mixtures
研究证明活性反应通过改变化学势平衡和引入渗透压差影响相分离，导致非传递性相共存，从而实现自驱动相和复杂动力学。
2025-08-13 cond-mat.soft
Phase Separation Dynamics and Active Turbulence in a Binary Fluid Mixture
本研究提出一种新颖的双流体模型，结合 Cahn-Hilliard 模型与 Beris-Edwards 方程，利用格子玻尔兹曼方法揭示了二元流体混合物中活性应力与双流体动力学相互作用导致的复杂非平衡图案形成机制。
2025-11-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Statistical properties of microphase and bubbly phase-separated active fluids
该研究结合大规模场论模拟与畴尺度有效模型，揭示活性流体中微相和泡状相分离的结构及畴尺寸分布统计规律。
2024-10-24 cond-mat.soft
Noise induced phase separation in active systems: Creating patterns with noise
我们研究的群集和斑图形成的活性粒子与Vicsek的模型，其中包括一个配置相关的噪声项。特别地，我们将噪声的强度与相邻粒子的局部密度和方向相结合。我们的研究结果表明，这样的配置相关的噪声可以导致大规模的有序和无序的图案的外观，而不需要任何复杂的对齐相互作用。特别是，我们得到一个有序的带或线状态和无序的活性簇，类似于运动诱导相分离的情况下所看到的。
2017-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Competing effect of disorder on phase separation in active systems
Indian Institute of Technology (BHU)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））；National University of Singapore（新加坡国立大学）
该研究探讨了无序对活性系统相分离的影响，发现弱无序引发相分离，强无序导致系统冻结并增加界面粗糙度。
2025-12-23 cond-mat.soft
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
Theories of Binary Fluid Mixtures: From Phase-Separation Kinetics to Active Emulsions
二元流体混合物是微观结构和流动强耦合的复杂流体的例子。对于简单流体对，微观结构由液滴或双连续分层域组成，物理学由这些域之间的界面控制。在连续介质水平，该结构被定义为一个组成场，其梯度是陡峭的界面附近驱动其扩散电流。这些梯度还引起可驱动流体流动的热力学应力。流体流动反过来平流成分场，而热噪声产生额外的随机通量，使系统探索其配置空间，并向玻尔兹曼分布移动。本文介绍了二元流体的连续介质模型，首先介绍了相分离的热力学和动力学，以及乳状液的稳定性。然后，我们解决的情况下，其中一个流体组件具有各向异性的结构，在介观尺度上创建双极性（或极性）液晶秩序，这可以通过一个额外的张量（或矢量）序参量字段来描述。最后，我们概述了当前研究的一个蓬勃发展的领域，即活性乳液，其中一个二元组分由不断将化学能转化为机械功的活性或合成材料组成。
2018-06-04 cond-mat.soft
Systematic extension of the Cahn-Hilliard model for motility-induced phase separation
我们考虑活性布朗粒子的运动诱导相分离（MIPS）的连续模型[J. Chem. Phys. 142，224149（2015）]。使用最近引入的微扰分析[Phys. Rev. E 98，020604（R）（2018）]，我们证明了这个连续体模型在MIPS开始附近简化为经典的Cahn-Hilliard（CH）模型。这使得MIPS成为所谓的主动相分离的另一个例子。我们进一步介绍了一个概括的扰动分析下一个更高的订单。这导致在一个通用的高阶扩展的CH模型的主动相分离。我们的分析建立了数学联系的基本平均场MIPS模型的一方面，和领先的顺序和扩展CH模型的另一方面。通过比较三种模型的数值模拟结果，我们发现在MIPS的起始点附近，首阶CH模型与全连续模型几乎完全一致。我们也给出了估计的控制参数，超过高阶校正成为相关的扩展CH模型比较最近的唯象模型。
2019-01-11 cond-mat.soft
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
Spinodal decomposition and phase separation in polar active matter
本文提出结合自趋化性与集群流体动力学的理论，揭示极性活性物质中由自趋化性驱动的条带失稳与相分离机制，并阐明其稳态密度由非公切线构造决定，与无序活性粒子MIPS类似。
2024-01-04 cond-mat.soft
Bicontinuity in active phase separation
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Emory University（埃默里大学）
本研究通过数值模拟和实验揭示了活性相分离中双连续结构的形成机制，发现活性应力抑制传统相分离的粗化，生成稳定的可重构形态。
2026-02-12 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Effective Cahn-Hilliard equation for the phase separation of active Brownian particles
采用系统的粗粒化策略，分析了排斥性活性布朗粒子到稠密相和稀相的动力学分离。我们推导出一个有效的Cahn-Hilliard方程的大长度和时间尺度，这意味着分离过程可以映射到被动粒子。发现一个较低的密度阈值聚类，并使用我们的方法，我们证明了聚类首先通过滞后成核的情况下，并在一个较高的阈值以上的变化到一个类似旋节的不稳定。我们的结果与粒子分辨的计算机模拟一致，并可以在人工或生物微泳者的实验中得到验证。
2013-12-27 cond-mat.soft 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
Kinetics of motility-induced phase separation and swim pressure
活性布朗粒子（ABPs）是一种活性物质的极小模型，它由具有纯排斥相互作用和旋转噪声的自推进球体组成。在这里，我们研究的压力ABPs在两个封闭的盒子和系统的二维周期性边界条件，并表明其密度的非单调行为是一个强大的功能，独立于系统的大小。我们相关的平均压力的时间演变对它的稳态值与动力学诱导相分离。对于相分离的稳定状态对应的参数值，我们确定两个动力学制度。在快速团簇形成的初始阶段，压力随时间单调增长，超过其稳定状态值，然后迅速放松到它，并在随后的较慢的团簇合并和粗化期间保持恒定。超调量是主动系统的一个显著特征。
2016-12-13 cond-mat.soft
Capillary interfacial tension in active phase separation
在被动流体-流体相分离中，单一界面张力设定界面的毛细波动和奥斯特瓦尔德熟化速率。我们表明，这些现象是由两个不同的张力在活性系统，并计算毛细管张力$σ_{cw}$，它设置根据毛细管波理论的界面波动的弛豫速率。我们发现，足够强的活动可以导致负$σ_{cw}$。在这一制度下，取决于全球的组成，系统自我组织，要么进入微相分离状态，其中聚结是高度抑制，或进入“活性泡沫”状态。我们的研究结果获得了积极的模型B+，一个最小的连续模型，虽然通用，承认显着的分析进展。
2021-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Small activity differences drive phase separation in active-passive polymer mixtures
最近的理论研究发现，活性和被动胶体颗粒的混合物相分离，但只有在非常高的活性比。高值对这一现象的实验探索构成了严重的障碍。在这里，我们使用模拟表明，当主动和被动的颗粒是聚合物，临界活性比随着聚合物的长度而降低。这不仅方便了实验，而且对活细胞核中的DNA组织也有影响。熵产生可以作为这种非平衡相变的精确指标。
2017-01-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase separation in a chiral active fluid of inertial self-spinning disks
Dipartimento di Fisica, Università degli studi di Bari（巴里大学物理系）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Universitat de Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)（巴塞罗那大学复杂系统研究所）；Departament de Física de la Matèria Condensada, Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学凝聚态物理系）；Universidad de Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）
通过压力反馈机制，手性活性流体中自旋圆盘的旋转可自发诱导相分离，形成低密度相与稠密手性液体共存。
2025-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microphase separation in two dimensional suspensions of self-propelled spheres and dumbbells
我们利用数值模拟研究了自推进球形和哑铃形粒子通过微相分离诱导势相互作用的相行为。我们的研究结果表明，在适当的条件下，有可能驱动形成两个新的活性状态;自旋簇晶体，即具有有限大小的自旋微晶作为晶格位置的有序介观相，和活簇流体，即每个“颗粒”是有限大小的活簇的二维流体。我们讨论了这些阶段的动力学，并提出了在广泛的积极力量下扩展其稳定性的方法。
2015-10-12 cond-mat.soft
Disordered boundaries destroy bulk phase separation in scalar active matter
我们发现，无序边界破坏体积相分离的标量活动系统的尺寸$d<d_c=3$。这与平衡情况形成强烈对比，在平衡情况下，边界对大部分相分离系统没有影响。通过考虑一个局部变形，否则平坦的壁，从无序的边界的情况下，可以推断出的潜在机制。我们发现的密度场的长程相关性，以及一个级联的漩涡，我们表明，防止体相分离在足够低的维度。在密度场是唯一的流体动力学模式的唯一条件下，得到了稀体系以及相互作用的存在下的结果。我们的理论计算验证了微观活性系统的数值模拟。
2021-11-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting-coupled phase separation as an energetic mechanism for active bacterial adhesion
Advanced Materials Thrust, Function Hub, The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）功能枢纽先进材料交叉中心）；Institute of Chinese Medical Sciences & State Key Laboratory of Mechanism and Quality of Chinese Medicine, University of Macau（澳门大学中国医药研究国家重点实验室及中医药研究所）；Department of Pharmaceutical Sciences, Faculty of Health Sciences, University of Macau（澳门大学健康科学学院药学系）；Zhuhai UM Science and Technology Research Institute, University of Macau（澳门大学珠海科学技术研究院）；Platform for Structure and Functional Technology of Neural Network, Guangdong Institute of Intelligence Science and Technology（广东省智能科学技术研究院神经网络结构与功能技术平台）
本研究通过实验和模拟揭示了润湿耦合液-液相分离作为活性细菌附着能量机制的作用，阐明了细菌运动在不同相体积分数下的双重影响。
2026-01-11 cond-mat.soft
Intermittent Attractive Interactions Lead to Microphase Separation in Non-motile Active Matter
非运动的活性物质表现出广泛的非平衡集体现象，但文献中的例子非常缺乏。我们提出了一个微观模型的灵感来自细菌{ \it脑膜炎奈瑟氏菌}，其中扩散剂感觉间歇性的吸引力。通过一个正式的粗粒化程序，我们表明，这个真正的标量模型的活性物质表现出时间反演对称性破缺条款定义的{ \it活动模型B+}类。特别是，我们确认微相分离的存在下，通过数值求解动力学方程。我们表明，开关速率控制的相互作用提供了一个调节机制，调整典型的集群大小，例如，在通过IV型菌毛相互作用的细菌种群。
2022-01-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase separation and multibody effects in three-dimensional active Brownian particles
三维排斥性活性布朗粒子相图的模拟研究表明，高密度相和低密度相之间的运动诱导相分离区域被气-晶相分离区域包围。近临界位点和结构交叉可以另外用简单流体的类比来识别。出于惊人的相似性的行为与短程成对的吸引力的平衡流体，我们表明，直接映射到对潜在的稀释极限意味着相互作用，是不够吸引力，产生相分离。相反，这是由多体效应的出现驱动的，该多体效应与在足够高的数密度下发生的粒子笼化相关联。我们量化这些影响通过信息理论的措施$n$机构有效的相互作用提取的构型结构。
2020-12-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster phases and bubbly phase separation in active fluids: Reversal of the Ostwald process
已知纯排斥性自推进胶体可经历本体液-汽相分离。然而，在实验和大规模模拟中，也可以看到更复杂的稳态，包括蒸汽海洋中的密集集群或液体中的稀释气泡的动态种群。在这里，我们表明，这些微相分离的状态应该出现在一般的活性物质，没有任何需要调用系统的具体细节。我们给出了一个粗粒度的描述，并预测散装相分离和微相分离制度之间的过渡。我们实现这些结果，通过扩展被动相分离的$ϕ^4$场论，允许所有本地电流，打破细致平衡在领先的梯度扩展。这些本地活跃的电流，其形式，我们从粗粒化的微观模型，包括混合物的无旋和旋转的贡献，并可以被看作是从一个有效的非本地化学势。这样的贡献影响，并在某些参数范围内逆转，通常会驱动体相分离完成的经典奥斯特瓦尔德过程。
2018-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
