简单模型中生物软质物质凝聚体的相互作用与相变
软凝聚态物质
2026-01-06 v1
摘要
我们研究了一套将特定的相互作用特征与可预测的结构和动力结果相联系的设计原则，这一框架与软质物质和生物凝聚体相关。在进行大规模分子动力学模拟后，我们系统地剖析了如何通过修改竞争性短程吸引和长程排斥（SALR）势（包括各向同性和各向异性）作为独立的控制参数。具体而言，我们关注调节排斥屏障高度、在吸引谷中添加振荡成分以及改变粒子几何形状。我们证明，这些修改决定了簇大小分布、簇内有序程度、簇的几何形状以及簇间晶体化倾向。一个关键发现是：内部动力学与全局动力学的脱钩：振荡谷促进簇内的类固体有序，同时保持簇的液态运动。此外，我们展示了如何通过设计二元 SALR 混合物中的非对称相互作用来诱导凝聚体内的相分离。补充而言，我们观察到在各向异性模型中，短程相互作用源于具有吸引性斑块位置的存在时，斑块的比例和几何分布是控制自组装和簇形貌的关键因素，而长程排斥可用于调节簇的大小和多聚性。提取的原则为工程自组装材料提供了因果路线图，并为解释生物分子凝聚体的复杂相行为提供了基本物理概念。
引用
@article{arxiv.2601.01469,
title = {Association and phase transitions in simple models for biological and soft matter condensates},
author = {Cecilia Bores and Antonio Diaz-Pozuelo and Enrique Lomba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01469},
year = {2026}
}