载货及互联手性粒子的主动输运

逆浓度梯度的定向运动对许多生物系统的生存和维持至关重要，例如受精过程中精子向卵子移动或纤毛虫向食物源移动。在这些系统中，表现为旋转扭矩的手性在促进定向运动方面发挥着至关重要的作用。虽然对活动梯度中的活性分子已有系统研究，但手性的影响却鲜有研究。在本研究中，我们探讨了在空间变化的活性场中，手性活性粒子与被动粒子相连的最简单情况。我们证明这种最小设置可以表现出丰富的涌现趋性行为，其中手性扭矩作为调节参数。值得注意的是，当手性扭矩足够大时，即使是一个小的被动粒子也能使系统表现出期望的聚集行为。我们的结果进一步表明，在稀薄极限下，尽管存在排除体积效应，这种期望的聚集行为仍然持续存在。此外，互联手性活性粒子在超过临界链长时表现出涌现趋化性，其中三聚体和更长的链在足够高的手性扭矩下表现出强烈的聚集。这项研究为未来混合生物分子器件的设计原理提供了有价值的见解。