主动螺旋：旋转自推动棒的液晶活性行为
软凝聚态物质
2026-02-03 v2 生物物理
摘要
几类活性试剂通过沿推进轴旋转来自推动，从而表现为活性螺旋。包括斑马线状肠梨幼体在滑脱实验中、磁力驱动的颗粒螺旋体以及类似土壤细菌的微生物。本文发展了一个模型，用于描述在基底上旋转自推动的棒子，我们对其进行粗粒化，推导出相应的流体力学方程。如果棒子沿其轴纯粹推进，它们在高密度和活性下形成活性纹理。然而，旋转的棒子也可能随着运动滚动横向。我们发现，这种横向运动将系统转化为手性活性纹理。因此，我们识别了一种机制，使得个体手性行为导致集体手性流动。最后，我们分析殖民的实验，表明它们在拓扑缺陷周围 exhibit 手性流动，其手性活性约为无手性活性的一个数量级。我们的工作揭示了活性螺旋的集体行为，这与社交细菌群体和单细胞寄生虫群体相关。
引用
@article{arxiv.2410.12263,
title = {Active Screws: Emergent Active Chiral Nematics of Spinning Self-Propelled Rods},
author = {Debarghya Banerjee and Lauritz Hahn and Ricard Alert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.12263},
year = {2026}
}