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
Impact of dipole-dipole interactions on motility-induced phase separation
我们提出了一个偶极活性布朗粒子系统的流体动力学理论，在弱偶极耦合的制度，预测发病的运动诱导相分离（MIPS），符合布朗动力学（BD）模拟。的流体动力学方程推导出明确粗粒化的微观朗之万动力学，从而允许进入粗粒化模型和粒子分辨模拟的参数的定量比较。在固定密度下进行BD模拟，我们发现偶极相互作用倾向于阻碍MIPS，如在[Liao et al.，软物质，2020，16，2208]。在这里，我们证明了理论方法确实捕捉到了MIPS的抑制。此外，分析的数值获得的，角度相关的关联函数揭示了潜在的微观机制，导致不稳定的均匀相。
2022-03-25 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
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
Active Hydrodynamics Couples Polymer Organization, Shape Fluctuations, and Motility in Deformable Droplets
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
通过DPD模拟发现，伸展型活性促进聚合物平行排列并增强液滴运动持久性，收缩型活性导致垂直组织并维持近弹道运动，揭示了活性流体动力学对内部结构与运动性的调控机制。
2026-09-18 cond-mat.soft
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
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
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
Interface stability, interface fluctuations, and the Gibbs-Thomson relation in motility-induced phase separations
具有短程体积排阻相互作用的自推进粒子的极小模型已经显示出相分离的特征。在这里，我表明，所观察到的界面稳定性和波动的运动引起的相分离（MIPS）可以解释建模的活性颗粒在界面区域的微观动力学。此外，我证明了MIPS中的吉布斯-汤姆森关系的有效性，它提供了一个冷凝液滴的大小和周围的蒸汽浓度之间的函数关系。结果表明，MIPS在过饱和度消失时的粗化动力学在后期遵循经典的Lifshitz-Slyozov标度律。
2016-11-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Critical Motility-Induced Phase Separation in Three Dimensions is Consistent with Ising Universality
针对临界活性相变普适类的争议，本文通过三维活性布朗硬球MIPS的大规模模拟与有限尺寸标度分析，发现其临界指数与三维伊辛普适类一致，为活性临界行为的普适性提供了数值证据。
2025-11-13 cond-mat.soft 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
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
Nonexistence of motility induced phase separation transition in one dimension
本文研究一维格子上遵循run-and-tumble动力学的硬核粒子模型，通过将其粗粒化动力学映射到misanthrope process进行解析计算，证明其不满足相分离转变判据，从而表明运动诱导相分离转变不能在一维中发生。
2023-06-27 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
Motility and interfacial instability of confined chemically active droplets
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Maharana Pratap Engineering College（马哈拉纳·普拉塔普工程学院）
研究揭示了在受限环境中，化学活性液滴通过界面波形变化实现运动，其速度受约束比影响，且表面活性剂浓度影响毛细数，导致对称破缺转变。
2026-04-18 cond-mat.soft
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
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
Biased motility-induced phase separation: from chemotaxis to traffic jams
Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée（索邦大学，法国国家科学研究中心，凝聚态物质理论物理实验室）
该研究提出了一种一维模型，揭示了偏倚运动对相分离和交通拥堵的影响，发现惯性在相分离中起关键作用，且偏倚参数使相图更加复杂。
2024-02-26 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
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
Motility-Induced Phase Separation
自推进颗粒包括自泳合成胶体和各种微生物。通过不断消耗能量，它们绕过了平衡热力学定律。这些定律在热平衡中强化了玻尔兹曼分布：于是稳态与动力学参数无关。相比之下，自行推进的粒子倾向于在它们移动得更慢的地方积聚。由于生物化学或空间的原因，它们也可能在高密度下减慢。这产生了正反馈，其可以导致稠密流体相和稀流体相之间的运动诱导相分离（MIPS）。在梯度中的领先顺序，映射将可变速度、自推进的粒子与具有吸引力的被动粒子相关联。这种与平衡相分离的深层联系通过模拟得到了证实，但通常在梯度中的高阶上被打破：新的效应，没有平衡对应物，然后出现。我们给一个快速发展的MIPS领域的选择性概述，侧重于理论和模拟，但包括一个简短的投机性调查其实验意义。
2014-06-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.CB
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
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
Mechanical Theory of Nonequilibrium Coexistence and Motility-Induced Phase Separation
本文提出基于界面机械力的相分离一般力学理论，将其应用于活性布朗粒子，定量预测了二维和三维运动诱导相分离相图，并揭示了界面宽度随深入两相区而增加的非平衡新现象。
2023-05-29 cond-mat.mtrl-sci 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
Inertial Effects on Kinetics of Motility-Induced Phase Separation
运动诱导相分离（MIPS）在过阻尼体系中具有重要的意义，并得到了广泛的研究，但惯性对MIPS动力学的影响尚缺乏研究。在这里，我们发现，不仅相变从连续到不连续的变化，而且集团的形成表现出一个没有任何粗化制度，不同于在过阻尼情况下的Spinodal分解的成核过程。这种显着的动力学源于活性诱导的颗粒聚集和惯性诱导的抑制聚类过程之间的竞争。更有趣的是，即使当颗粒质量与摩擦系数之比减小到很小（如0.0001）时，MIPS的不连续性仍然存在。我们的研究结果强调了惯性在MIPS动力学中的重要性，并可能打开一个新的视角来理解MIPS在主动系统中的本质。
2020-09-08 cond-mat.soft
Diffusion Transients in Motility-Induced Phase Separation
该研究数值探究二维无热活性粒子悬浮液中motility诱导相分离下的正常扩散，发现扩散常数在气相双结点和旋结点处有急剧跳跃的滞后环，且粒子位移分布在相分离存在时呈现非高斯正常扩散的瞬态胖尾特性。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.soft
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
Motility induced phase separation of deformable cells
该研究通过多相场模型探究细胞可变形性对运动诱导相分离（MIPS）的影响，发现柔软细胞相分离更显著且致密区域更无序，为MIPS在生物系统的应用及细胞自组织机制提供了理论依据。
2023-08-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Freezing a Flock: Motility-Induced Phase Separation in Polar Active Liquids
结合模型实验和理论，我们研究了极性活性物质的致密相，超出了传统的植绒图片。我们表明，以上的临界密度聚集自推进胶体逮捕他们的集体运动，失去他们的取向秩序，并形成固体，积极重新安排他们的局部结构，同时不断融化和冻结在其边界。我们建立了主动固化是一个一阶动力学转变：活性固体成核，生长，并慢慢粗化，直到完全相分离的极性液体，他们共存。然后，我们从理论上阐明了这种相行为，通过引入一个最小的流体动力学描述的致密的极性羊群，并表明，活性固体来源于运动诱导的相分离。我们认为，抑制集体运动的固体堵塞的形式是一个通用的功能，从运动的单位，降低他们的速度，密度增加组装的羊群，一个功能常见的一个广泛的类的活动机构，从合成胶体生物。
2019-03-04 cond-mat.soft
Effect of the background flow on the motility induced phase separation
本研究模拟活性布朗粒子在四辊流动中的行为，发现背景流动与运动诱导相分离（MIPS）相互作用，产生均匀混合、MIPS及新型流动诱导相分离（FIPS）三种区域。
2025-05-27 cond-mat.soft
Nonreciprocal surface tension: anisotropy-induced defect motility and organization
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPIDS)（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）
本文在非互易Cahn-Hilliard模型框架下，揭示了界面非互易性如何通过各向异性表面张力转变保守标量场中的缺陷动力学，产生间歇稳定缺陷、镶嵌波态等涌现行为，并利用Goldstone模式动力学解释了大尺度涨落属于各向异性Kardar-Parisi-Zhang普适类。
2026-05-22 cond-mat.soft
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 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
An Infinite Set of Integral Formulae for Polar, Nematic, and Higher Order Structures at the Interface of Motility-Induced Phase Separation
运动诱导相分离（MIPS）是一种纯粹的非平衡现象，其中自推进颗粒相分离而没有任何吸引力相互作用。MIPS的一个令人惊讶的特征是在界面区域出现极性、非极性和更高阶的结构，其基本物理仍然知之甚少。从MIPS的模型，其中所有的多体相互作用被捕获的有效的速度函数和有效的压力函数，仅依赖于当地的粒子密度，我推导出解析的一组无限的积分公式（IF）的接口处的有序结构。然后，我证明，这些IF的一半，实际上是准确的广泛的一类活跃的布朗粒子系统。最后，我将它们应用到直接粒子动力学模拟的数值数据中进行检验，发现所有的IF在很大程度上仍然有效。
2022-02-03 cond-mat.soft
Motility-dependent selective transport of active matter in trap arrays: Separation methods based on trapping-detrapping and deterministic lateral displacement
本文提出基于陷阱阵列的两种活性物质分离方法：选择性逃逸与确定性侧向位移，通过数值模拟自驱动Janus粒子验证，适用于细菌、精子等生物微粒的高效分离。
2025-05-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
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
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
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
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
Gas-liquid phase separation in oppositely charged colloids: stability and interfacial tension
采用蒙特卡罗模拟研究了直径为s的带相反电荷的硬球屏蔽库仑（Yukawa）限制原始模型（YRPM）的相行为和界面张力。通过自由能计算和巨正则蒙特卡罗模拟，我们确定了不同的反德拜屏蔽长度k的气-液和气-固相变。我们发现，当k s <= 4时，气液两相分离是稳定的，且临界温度随相互作用屏蔽的增加（减小相互作用范围）而降低.此外，我们使用巨正则蒙特卡罗模拟确定气液界面张力。界面张力随着相互作用范围的增大而减小。特别是，我们发现，简单的缩放可以用来将界面张力的YRPM的限制原始模型，其中粒子相互作用与裸库仑相互作用。
2006-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active motility and wetting cooperatively regulate liquid-liquid phase separation
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 thrust）；Institute of Chinese Medical Sciences & State Key Laboratory of Mechanism and Quality of Chinese Medicine, University of Macau（澳门大学中医药学院及中药质量研究国家重点实验室）；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）；Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）；Department of Fundamental Engineering, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所基础工程系）
研究液-液相分离受活性剂调节情况，结合实验与模拟表明细菌活性与界面润湿性耦合产生多样形态，活性有双重动力学作用，还发现生物膜相关蛋白促进细菌聚集，确立活性-润湿性耦合为调节机制并揭示增强细菌聚集途径。
2026-10-27 cond-mat.soft
Geometric control of motility-induced phase separation
Emory University（埃默里大学）
研究显示，即使微弱的曲率变化也能有效控制运动诱导相分离现象的形态和位置，通过拓扑结构转变揭示了不同理论框架在主动物质中的应用。
2026-03-14 cond-mat.soft
Bacterial Motility Enhances Adhesion to Oil Droplets
细菌在液-液界面上的粘附可以在分散烃的生物降解以及生物化学和生物过程工程中发挥作用。而热力学因素支撑的粘附得到了很好的研究，细菌活性对adhesion.here的作用探索较少，我们表明，细菌的运动性增强粘附表面修饰的油滴分散在人工海水。与不活动的盐单胞菌相比，活动的盐单胞菌Titanicae粘附于用二辛基磺基琥珀酸钠（DOSS）稳定的十六烷液滴更快且表面密度更大。titanicae，其鞭毛运动通过添加质子解偶联剂而被阻止。增加DOSS的浓度降低了表面密度的运动和nonmotile细菌作为一个结果，降低界面张力。
2020-07-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamic and Thermodynamic Origins of Motility-Induced Phase Separation
活性物质系统本质上是不平衡的，并在微观尺度上打破了细致平衡（DB），表现出重要的集体现象，如运动诱导相分离（MIPS）。在这里，我们介绍了一种粗粒度的映射方法来探测密度-能量相空间中的DB断裂，这使我们能够揭示基于非平衡势和通量景观理论的MIPS的动力学和热力学起源。通过识别粗粒相空间中的可见概率通量来显示非平衡性质的标志。值得注意的是，当系统的活度低于MIPS阈值时，系统的通量趋于“撕裂”均匀密度相的单个势阱，产生两个密度不同的相阱，这直接表明非平衡通量是MIPS的动力学起源。此外，我们发现，所获得的系统的熵产生率（EPR）经历了一个过渡，从几乎独立于活动的增加成比例增加的活动后，单井是“撕裂”。EPR标度行为的转变可能为MIPS在粗粒空间的热力学起源提供了线索。我们的发现为探索活性体系的非平衡性质提供了一条新的途径，并为MIPS的动力学和热力学性质提供了新的见解。
2022-11-29 cond-mat.soft
Activated coarsening of motility-induced phase separation in random environments
Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院）；Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（贝赫拉姆印度科学教育研究所）
通过活性布朗粒子模拟，研究随机力场和随机力矩场两种淬火无序对运动诱导相分离粗化的影响，发现无序破坏传统增长规律，导致活化动力学和对数增长，并连接至无序磁体的钉扎界面物理。
2026-10-06 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Learning the bulk and interfacial physics of liquid-liquid phase separation with neural density functionals
该研究结合基于模拟的监督机器学习与经典密度泛函理论，训练神经密度泛函用于对称Lennard-Jones混合物，可准确预测相共存、界面张力等特性，证实该对称混合物无润湿转变。
2025-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Motility-induced phase separation of active particles in the presence of velocity alignment
自推进粒子（SPP）系统本质上是一种非平衡系统，其中每个粒子将能量转化为功，在耗散介质中运动。当通过速度对齐机制相互作用时，介质充当动量汇，甚至动量也不守恒。在这种情况下，映射到平衡系统似乎是不可能的。在这里，我们表明，熵泛函可以推导出的SPP与速度对齐和密度依赖的速度，至少在（取向）无序相。这个重要的结果具有重要的物理后果。熵泛函的研究表明，在速度取向的SPP体系中，在取向有序相变之前，体系可以发生相分离，并且指出旋节线是取向灵敏度的函数，同时表明导致相分离的密度涨落和临界空间扩散随着取向有序转变的临近而显著增加.
2014-05-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Experimental Interpretation of Interfacial Separation and Squeezing Pressure
从理论和实验两方面预测了随机粗糙表面间的界面分离与挤压压力的对数关系。实验结果表明，界面分离与对数挤压压力之间的斜率比理论预测值稍大。在这里，我们提出了一个详细的解释之间的斜率差异的理论和实验。
2008-10-16 cond-mat.soft
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
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
Contact mechanics with adhesion: Interfacial separation and contact area
研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。我们目前的分子动力学（MD）模拟结果的界面应力分布和壁-壁分离。我们比较了MD的相对接触面积和平均界面分离的结果，与预测的接触力学理论的Reherson。我们发现理论和模拟结果之间的良好协议。我们将该理论应用于Benz等人研究的涉及聚合物与聚合物接触的系统，但在这种情况下，粘附力仅对作为挤压压力的函数的界面分离进行了很小的修改。
2008-08-26 cond-mat.soft
Reentrance in a Hamiltonian flocking model
School of Mathematics and Maxwell Institute for Mathematical Sciences, University of Edinburgh（爱丁堡大学数学学院与麦克斯韦数学科学研究所）；Higgs Centre for Theoretical Physics, University of Edinburgh（爱丁堡大学海格斯理论物理中心）
该研究在哈密顿模型中揭示了均质相重新进入现象，通过自旋-速度耦合与动能摩擦的竞争机制解释了运动诱导相分离的行为。
2026-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
