Dynamic optical rectification and delivery of active particles
我们使用移动的光模式来控制{ \it大肠杆菌}细菌的运动，其运动性是光激活的。改变模式速度控制细菌通量的大小和方向，从而控制细胞在上游和下游水库中的积累。我们验证我们的结果与二维模拟和1维分析模型，并使用这些来探索参数空间。我们发现，细胞的积累是由定向通量和无向，随机运输之间的竞争控制。我们阐明了使用移动光模式和光激活的微型游泳者，以实现特定的实验目标的设计原则。
2018-11-22 cond-mat.soft
Mixtures of self-propelled particles interacting with asymmetric obstacles
本文模拟快慢活性布朗圆盘与非对称半圆盘障碍物的相互作用，揭示自推进速度多样性会富集快粒子并协同放大整流电流，且稳态密度关系违反杠杆规则。
2023-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rectification of polymer translocation through nanopores by chiral and nonchiral active particles
我们使用Langevin动力学模拟研究了在主动噪声和空间排斥的影响下，柔性聚合物链通过膜孔的无偏易位。通过在膜的一侧或两侧引入非手性和手性活性粒子来并入有源噪声。聚合物移位到孔的任一侧中通过由于颗粒活性而产生的有效拉动来辅助，并且通过由于聚合物和活性颗粒之间的空间排斥而产生的有效推动来阻碍。由于这些有效力之间的竞争，我们发现了两个整流态（{ \em cis}-到-{ \em transs}和{ \em transs}-到-{ \em cis}）之间的跃迁。这种转变是通过易位时间的急剧增加来确定的。它取决于系统参数，如粒子活性，面积分数和手性的影响，在这项工作中进行了探讨。
2022-07-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Rectification of plasma-powered active matter into macroscopic work
College of Physics Science and Technology, Hebei University（河北大学物理科学与技术学院）；School of Physics, South China Normal University（华南师范大学物理学院）
本研究通过棘轮整流将等离子体中的微马达活性转化为宏观旋转功，实现了功率与效率的数量级提升，为利用非平衡等离子体能量开辟了新途径。
2026-09-30 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.plasm-ph
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
Macrotransport of active particles in periodic channels and fields: rectification and dispersion
本文应用广义Taylor扩散理论分析周期性通道与场中活性布朗粒子的长时间输运动力学，推导出控制平均漂移与有效扩散系数的宏观输运方程，并通过Brownian动力学模拟验证了理论。
2024-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Directed Autonomous Motion and Chiral Separation of Self-Propelled Janus Particles in Convection Roll Arrays
自推进的两面神粒子由于它们自己的引擎而表现出自主运动。然而，由于这种运动的方向随机变化，它们对于新兴的纳米技术和生物医学应用几乎没有用处。在这里，我们数值计算表明，手性活性Janus的运动可以直接使他们的对流辊的线性阵列。自航运动的整流功率可达60%以上，远大于以往的报道。我们表明，手性Janus粒子的运动整流导致显着的分离的消旋和左旋活性粒子从外消旋二元混合物。此外，我们证明了如何有效地整流效果可以被利用来分离双螺旋和左旋粒子时，他们的固有扭矩分布与高斯统计。
2023-03-26 cond-mat.soft
Geometry Challenges Entropy: Regime-DependentRectification in Nanofluidic Cascades
Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education, Chang’an University（教育部特殊区域公路 engineering 重点实验室，长安大学）
该研究通过三维分子动力学揭示了纳流体级联中几何不对称性驱动的反向 rectification 效应，挑战了传统熵传输理论并提供了被动密度梯度的设计规则。
2026-02-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Dynamics and Separation of Circularly Moving Particles in Asymmetric Patterned Arrays
有许多驱动和活性物质系统的例子，这些系统含有表现出具有不同手性的圆周运动的颗粒，例如表面附近的游动细菌或某些类型的自驱动胶体颗粒。被动粒子的圆周运动也可以通过外部旋转驱动器来诱导。在这里，我们研究的粒子，在圆圈中移动，并与不对称的L形障碍物的周期性阵列相互作用。我们发现一系列的动态阶段作为游泳半径的函数，包括政权的粒子运动被整流，产生净直流运动。整流的方向随游动半径而变化，允许分离具有不同游动半径的颗粒。具有相同游动半径但不同手性的粒子也可以在衬底上沿不同方向运动并被分离。整流发生在对应于周期性轨道的游动半径的特定窗口中，在该周期性轨道中，粒子在每个旋转周期中与屏障相互作用一次或多次。整流效应对热效应或扩散效应的增加是鲁棒的，并且在某些情况下甚至被这些效应增强。
2013-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the rectification of oscillatory flows by flexible leaflets in a confined geometry
Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, IRPHE（艾克斯马赛大学、法国国家科学研究中心、中央马赛学院、IRPHE）
研究受限几何形状中柔性薄片对振荡流的整流作用，通过数值研究多个不对称薄片集体相互作用，利用对称振荡板隔离背景不对称性，开发分析框架，发现高薄片密度及最优弹性粘性数可最大化净传输，为相关研究奠定基础。
2026-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Moving against the odds with a cyclic active Brownian ratchet: current enhancement and reversal
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Institute for the Dynamics of Complex Systems, University of Göttingen（哥廷根大学复杂系统动力学研究所）；Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Université de Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室（L2C），法国国家科学研究中心）
通过周期性调制活性粒子自推进力，在非对称势中实现电流增强与方向反转，为活性粒子选择性分选提供动态控制手段。
2026-10-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Matter Ratchets with an External Drift
当活性物质颗粒如游动细菌被放置在不对称的漏斗阵列中时，已经表明，即使在没有外部驱动的情况下也会发生棘轮效应。在这里，我们研究了漏斗或L形的二维阵列，其中也有一个外部施加的直流驱动器或漂移的有源棘轮。我们表明，在一定的条件下，棘轮效应可以强烈增强，它是可能的条件下，运行和翻滚的粒子与一个运行长度的粒子在相反的方向移动，从一个不同的运行长度。对于阵列的L-形状，我们发现，应用程序的漂移力可以提高横向整流方向垂直的漂移。当粒子-粒子的空间相互作用，我们发现，棘轮效应可以增强或抑制取决于障碍的几何形状，粒子运行长度，和粒子密度。
2013-08-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian particles near straight or curved walls: Pressure and boundary layers
与平衡系统不同，活性物质不受传统的热力学热力学定律控制。通过一系列的解析计算和朗之万动力学模拟，我们探讨了系统如何从平衡态过渡到活跃行为的活动增加。特别地，我们计算了直壁或圆壁附近的密度和取向序的轮廓，并显示了边界层的特征宽度。我们发现一个简单的关系密度和压力的增强附近的壁。基于这些结果，我们确定如何的压力取决于壁曲率，从而作出近似的分析预测的运动曲线示踪剂，以及整流的活性粒子周围的小开口在受限的几何形状。
2017-12-27 cond-mat.soft
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
A quorum sensing active matter in a confined geometry
本研究通过数值模拟，在圆形受限几何中研究了具有群体感应机制的活性粒子悬浮液的聚集行为，揭示了由边界动力学、感应范围和噪声水平调控的玻璃态、固态和液态等多种聚集相。
2023-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active Brownian motion in a narrow channel
我们回顾了最近的进展，在整流控制的人工microswimmer，也被称为Janus粒子，沿狭窄的，定期波纹通道扩散。游泳者自推进机制建模，以便纳入非零扭矩（推进手性）。我们首先总结了手征性对微泳者在不同几何形状的通道中自由扩散的自主电流的影响。特别是，左右和颠倒的不对称通道显示出不同的传输特性。然后，我们报告的手性microswimmer的通道几何形状和自己的自推进机制的扩散系数的依赖性的新结果。结果表明，自推进扭矩作为运输控制参数起着关键作用。
2014-09-17 cond-mat.soft
Active-hydraulic flows solve the 6-vertex model (and vice versa)
本文通过将胶体活性流体限制在微通道网络中，证明了其简并流与六顶点模型构型存在定量对应关系，并据此提出预测任意网络中活性-液压流几何形状的通用框架。
2024-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transport of active ellipsoidal particles in ratchet potentials
在二维非对称势场中，数值研究了活动椭球粒子的整流输运。活性粒子的失平衡条件是一种内在的性质，它能打破热力学平衡，导致定向输运。结果表明，理想球形粒子有利于整流，而针状粒子则破坏了定向输运。存在使平均速度达到最大值的参数（自推进速度、作用在物体上的力矩）的最佳值。对于非对称参数不大的椭球体颗粒，平均速度随旋转扩散速率的增大而减小，而对于非对称参数很大的针状颗粒，平均速度是旋转扩散速率的峰值函数.通过引入有限载荷，具有不同形状（或不同自推进速度）的颗粒将向相反方向运动，这能够分离不同形状（或不同自推进速度）的颗粒。
2015-05-10 cond-mat.soft
Equilibrium mappings in polar-isotropic confined active particles
尽管它们具有根本的非平衡性质，但具有极性推进和各向同性相互作用的主动系统（极性-各向同性主动系统）的个体和集体行为被平衡映射技术很好地捕获。在这里，我们研究两个签名的平衡系统-存在一个本地的自由能函数和独立的粗粒度的行为的细节上的微观动力学-在极性各向同性的活性粒子的任意几何形状的硬壁限制在一个粒子的水平。我们发现，具有凹区域的边界，使密度分布强烈的动力学依赖，并给它一个非局部依赖的几何形状的限制盒。这反过来又限制了平衡映射技术在极性各向同性活性系统的范围。
2016-12-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Directed autonomous motion of active Janus particles induced by wall-particle alignment interactions
Presidency University（普雷西登西大学）
本文提出利用粒子-壁面对齐相互作用实现活性粒子运动整流，通过数值模拟证明微小的壁面对齐强度差异或重力阻力可打破上下对称性，使手性粒子以超过60%效率定向运动，而非手性粒子需借助Couette流诱导轨道运动，该机制对自推进性质和手性变化具有鲁棒性，可用于微游动体分选。
2025-11-06 cond-mat.soft
Geometry and topology of turbulence in active nematics
本文从理论上讨论了活性微扰流体的低雷诺数湍流问题。使用数值模拟，我证明了一个不可压缩的湍流，在二维主动向列，由一个合奏的涡的面积呈指数分布的尺度范围内。在此基础上，我建立了一个主动湍流的平均场论，通过它可以解析地计算几个可测量的量，包括谱密度和关联函数。由于流动的几何形状和拓扑性质之间的深刻的联系，该理论揭示了导致活跃的向列相的拓扑缺陷的扩散的机制，并提供了一些可检验的预测。一个假设，灵感来自Onsager的统计流体力学，最后介绍了占平衡概率分布的旋涡大小。
2015-08-03 cond-mat.soft
Separation of interacting active particles in an asymmetric channel
本研究探讨非对称通道中受振荡力的相互作用活性粒子的扩散行为，发现短程相互作用会使平均速度新增低质量峰值，通过调节相关参数可选择性分离不同质量的粒子。
2023-08-25 cond-mat.soft
Defect dynamics in active smectics induced by confining geometry and topology
在系统中的持续动力学的平衡，特别是那些具有湮灭和创建拓扑缺陷，是已知的涉及复杂的时空过程，被认为是难以控制的。在这里，活性近晶层中暴露于强约束的缺陷的复杂动力学进行了探索，通过自推进的活性粒子和各种限制几何形状具有不同的拓扑结构，从圆形，花形外摆线，内摆线腔，通道和环。我们确定了丰富的动力学行为在复杂的时空缺陷模式的演变过程中所引起的限制的形状和拓扑结构，特别是一个永久的创建-湮灭动态状态在中间活动与大波动的拓扑缺陷和可控的过渡，从振荡到阻尼的时间相关性的缺陷数密度通过边界尖点的机制。我们的结果是通过使用主动相位场晶体方法。可能的实验实现进行了讨论。
2022-11-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.PS
Geometry-Induced Transport of Self-Aligning Chiral Bristlebots
Institute of Physics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所）
研究通过定制外壳和弹性耦合诱导自对齐扭矩和稳定手性漂移，揭示边缘电流稳定性由粒子手性和边缘电流手性相互作用决定，并展示如何利用海螺形障碍物实现几何 rectification，探索刚性链接组装体的集体动力学。
2026-06-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Geometry-dependent viscosity reduction in sheared active fluids
我们研究流动斑图形成和粘度降低机制的活性流体通过研究广义Navier-Stokes模型，捕捉实验观察到的大量的涡旋动力学在微生物悬浮液。我们提出了精确的解析解，包括无应力涡格，并引入了一个计算框架，允许有效地处理以前棘手的高阶剪切边界条件。大规模的参数扫描确定自发流动对称性破缺，几何形状相关的粘度降低和负粘度状态服从于能量收集在受限的悬浮液的条件。该理论只使用一般假设的对称性和长波长结构的主动应力张量，这表明，无粘相可以实现在一个广泛的类的非平衡流体通过调整限制几何形状和图案尺度的选择。
2016-08-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Geometry of wave propagation on active deformable surfaces
基本的生物和仿生过程，从组织形态发生到软机器人，都依赖于化学和机械表面波的传播来发出信号并协调主动力的产生。表面几何形状和收缩波动力学之间的复杂相互作用仍然知之甚少，但对于未来化学驱动的软机器人和活性材料的设计至关重要。在这里，我们耦合原型化学波和反应扩散模型的非欧几里德壳力学，以确定和表征化学机械波传播的活性可变形表面上的通用功能。我们的理论框架验证对最近的数据，海鞘和海星卵母细胞的收缩波测量，在这两种情况下产生良好的定量协议。然后，应用该理论来说明如何几何形状和预先存在的离散对称性可以被用来集中主动弹性表面波。我们强调的化学机械耦合的实际潜力，通过演示自发波诱导的各种几何形状的弹性壳的运动。总而言之，我们的研究结果显示了如何利用几何形状，弹性和化学信号来构建动态适应性，自主移动的机械表面波导。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chiral Active Particles are Sensitive Reporter to Environmental Geometry
本文通过模拟与实验发现手性活性粒子的扩散、输运及分离行为对环境几何高度敏感，为设计单细胞诊断分离工具和环境传感器奠定基础。
2023-10-10 cond-mat.soft
Aggregate morphing of self-aligining soft active disks in semi-confined geometry
该研究探究半受限平面盒中自对齐软活性盘的聚集形态，发现对齐强度与盒宽影响壁面堆积均匀性，识别出层状与非层状两类壁面聚集体，且活性压力差可有效区分聚集形态、反映结构高度。
2024-03-06 cond-mat.soft
Intrinsic structure perspective for MIPS interfaces in two dimensional systems of Active Brownian Particles
活性布朗粒子（ABP）的悬浮液在较宽的平均密度和活性强度范围内经历运动诱导相分离（MIPS）[1]，即使在没有明确吸引力的情况下。据报道，从界面上的总作用力来看，机械表面张力为负值，而界面线的稳定波动将被解释为正毛细表面张力[2]，而在平衡液体表面中，这两个量值相等。我们在这里提出的2D-ABP接口的固有密度和力的配置文件，计算与粒子的瞬时界面线的距离方面的分析。我们的研究结果提供了一个新的见解MIPS的起源从局部整流的随机作用力的颗粒附近的界面。正如已经指出的那样，该效应作为一种外部电势[3]，在界面上产生压力梯度，因此MIPS的机械表面张力不能被描述为平衡共存相的机械张力;但我们的分析表明，大部分影响来自MIPS界面致密（内）侧的紧密笼状颗粒，而不是来自与致密团簇碰撞的外侧的自由移动粒子。此外，一个明确的相关性出现之间的衰减的六角序参量在致密板和结束的MIPS的强度的主动力降低。我们测试，与MIPS所需的强大的主动力，界面结构和性能是非常相似的ABP与纯排斥（WCA-LJ模型截断在其最小值），当相互作用包括一系列的LJ吸引力。
2022-02-04 cond-mat.soft
The geometry of thresholdless active flow in nematic microfluidics
“活性向列相”是定向有序但非极性的流体，其由相互作用的组分组成，所述相互作用的组分由内部能量源单独供能。当活性超过系统大小依赖的阈值时，空间均匀的活性非极性流体经历流体动力学不稳定性，导致自发的宏观流体流动。在这里，我们表明，一类特殊的空间不均匀配置的这种活性非极性流体显示层流（即，时间无关）流，甚至对于任意小的活动。我们还表明，非零高斯曲率的表面上限制的二维主动向列必须经历一个非零的主动力。这个一般性结论来自微分几何的一个关键结果：测地线必须在具有非零高斯曲率的曲面上收敛或发散。我们推导出的条件下，这种曲率引起的主动力产生“无阈值流”的二维曲壳。然后，我们扩展我们的分析散装系统，并显示如何诱导无阈值的主动流通过控制曲率的限制表面，外部字段，或两者兼而有之。由此产生的层流场的分析确定在三个实验可实现的配置，解释这种普遍现象：i）与平面对齐的环形壳，ii）与非平面边界条件的圆柱体，和iii）一个“弗雷德里克细胞”的功能像一个泵没有移动部件。我们的工作提出了一个强大的主动微流控芯片的设计策略，并可以与最近发现的“活液晶“进行测试。
2017-01-12 cond-mat.soft
Confinement geometry governs the impact of external shear stress on active stress-driven flows in microtubule-kinesin active fluids
本研究揭示受限几何形状会调控活性流体对外加剪切应力的响应，板状结构引发全局应力竞争与流动主导权转变，环状结构诱导局部自组织重构，为结合几何设计与外场调控活性流体行为提供了新途径。
2025-08-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Boundaries Program Deformation in Isolated Active Networks
该研究针对活性物质网络形变调控问题，通过微管-驱动蛋白实验与粗粒化理论，揭示边界几何通过质量守恒耦合内部应力调控网络形变的机制，确立边界为活性材料核心控制参数，助力生物自组织研究与合成活性器件设计。
2025-10-02 cond-mat.soft
Entropic active particle transport in pulsating 3D geometries
本研究探讨了空间周期性三维振荡几何形状中活性布朗粒子的输运，建立了广义Fick-Jacobs方法将3D系统简化为有效1D系统，发现几何振荡最佳频率下粒子平均速度和有效扩散系数显著提升，类似随机共振现象，为微纳米流体和生物医学设备的粒子输运控制提供了理论依据。
2025-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Geometry-Dependent Defect Merging Induces Bifurcated Dynamics in Active Networks
本研究通过实验与理论结合，发现活性微管-马达网络中缺陷合并取决于裂纹初始角度，存在临界角导致合并或张开的分叉动力学，并构建弹性杆模型预测该临界角。
2025-09-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Ewald summing irreducible components of flow around active particles
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
提出一种计算活动粒子周围流动不可约分量的Ewald求和方法，用于研究活性胶体悬浮液中的流体动力学相互作用。
2026-06-18 cond-mat.soft
Entropy facilitated active transport
我们展示了如何主动运输的离子可以被解释为一个熵促进的过程。在这种解释中，基质通过其运输的孔几何形状可以产生驱动力。这给出了几何形状和所需吉布斯能变化之间的直接联系。量化的大小，这种效果的几种蛋白质，我们发现，从孔的几何形状的熵贡献是显着的，我们讨论了如何可以用来解释的影响，在结合位点的亲和力的变化。
2017-01-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Diffusion of gravitactic chiral active Brownian particles in an asymmetric channel
Jaypee Institute of Information Technology（贾伊皮斯信息技术学院）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）
研究了非对称通道中 chiral 自驱动粒子在重力场作用下的扩散行为，揭示了外部扭矩与粒子固有角速度共振时的增强扩散现象，探讨了通道长宽比对传输特性的影响。
2026-04-02 cond-mat.soft
Exact coherent structures and phase space geometry of pre-turbulent 2D active nematic channel flow
受限活性向列相具有丰富的动力学行为，包括自发流动，周期性缺陷动力学，和混沌的“活性有序性”。在这里，我们研究这些现象使用的框架精确相干结构，这已成功地表征被动流体的高雷诺数湍流的路线。精确相干结构是流体动力学方程的稳态、周期、准周期或行波解，它们与其不变流形一起充当动力学的组织模板。我们计算占主导地位的精确相干结构和连接轨道在前湍流的主动湍流通道流，这使得一个完全非线性的，但高度降低了顺序描述的有向图。使用这种简化的表示，我们计算瞬时扰动，切换不同的时空状态之间的系统占据遥远的区域的无限维相空间。我们的研究结果奠定了基础，系统的手段，了解和控制积极的湍流在中度到高度活动的制度。
2021-09-14 cond-mat.soft math.DS nlin.PS
Density and shape govern the dynamical self-organization of active matter on a closed surface
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS, Institut de Biologie Paris-Seine (IBPS), Laboratoire Jean Perrin (LJP)（法国国家科学研究中心，巴黎塞纳生物研究所，让·佩兰实验室）；Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Université Paris Cité/CNRS (UMR 7057)（物质与复杂系统实验室，巴黎西岱大学/法国国家科学研究中心）；Université de Lille（里尔大学）；CY Cergy Paris Université（塞吉-蓬图瓦兹巴黎大学）
研究通过体外模型揭示几何与力学的相互作用，展示活性物质在液滴表面形成周期性自组织结构，通过调控微管密度和曲率实现拓扑缺陷的动态变化。
2026-10-19 cond-mat.soft
From Disks to Channels: Dynamics of Active Nematics Confined to an Annulus
该研究通过计算模拟探讨了限制在圆环几何形状中的二维活性向列流体动力学，揭示了边界曲率与限制相互作用的新稳态行为，并发现低于阈值内半径时动力学对拓扑约束不敏感。
2023-04-10 cond-mat.soft
Rational design and fabrication of versatile active colloidal molecules
活性胶体，也称为人工微泳者，是自推进的微米和纳米颗粒，其凭借其形状或组成的不对称性将均匀的燃料源（例如化学品）或均匀的外部驱动场（例如磁场或电场）转化为定向运动。这些材料目前因两种主要的最终用途而吸引了大量的科学关注。首先，活性胶体是典型的内部驱动的，不平衡的系统，它们的研究导致了新的新兴材料特性，如群集和活性结晶。其次，它们有望被用作从医疗到环境应用具有巨大潜力的微纳米器件。然而，目前活性胶体的制造在材料、几何形状和运动模式的可编程性方面受到限制。在这里，我们使用顺序毛细作用辅助颗粒组装（sCAPA）将不同材料的微球连接成规定形状的簇（“胶体分子”），其可以由不对称的电流体动力学流动提供动力而主动平移、循环和旋转。几何形状和组成的进一步工程设计提供了在外部触发下切换运动或执行简单拾取和运输任务的活性胶体。我们的制造策略使物理学家和工程师能够设计和创建定制的活性胶体，以探索活性物质中的新基本现象，并研究与未来应用兼容的材料和推进方案。
2017-01-27 cond-mat.soft
Geometry-Controlled Motility of Microswimmers in elementary microfluidic confinements
Université Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，LIPhy实验室）
本文研究衣藻在不同PDMS微流体几何限域中的运动，发现几何可调控其运动模式，为微泳者输运的被动控制提供了新途径。
2026-08-05 cond-mat.soft
Spatially heterogeneous noise restructures flocking into geometry-locked and vortex states
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）
研究空间异质噪声对活性物质集体运动的影响，扩展Vicsek模型，发现系统随噪声增加历经三个动力学 regime，多个无噪声区域时几何锁定 regime 有方向耦合，涡旋模式导致区域间反铁磁序，为操控活性物质提供策略。
2026-07-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
