活性多分散系统中的集体纤维包裹与嵌套螺旋形成
软凝聚态物质
2025-07-29 v1
摘要
我们研究了二维多分散自推动半柔性纤维的悬浮液，发现其中存在单分散系统中不存在的集体包裹机制。在活动水平处于中间时，长纤维绕着较短的纤维盘绕成形，形成由纤维长度差异稳定的嵌套螺旋结构。这些组件将单纤维系统中看到的螺旋化推广为合作的、多纤维的配置。随着活动水平的提高，嵌套螺旋发生结构转变：中等长度的纤维解缠，较长的纤维封装较短的纤维，最终所有螺旋结构都溶解。这种重新组织在动力学上体现在 van Hove 分布中，揭示了受限和运动性纤维群体的共存。我们的发现将纤维长度确定为无平衡自组装的关键控制参数，并在活性物质中建立了纤维间包裹作为层次化组织的最小机制。该机制为生物和人造活性系统中观察到的合作约束和结构层次提供了一个简单模型。
引用
@article{arxiv.2507.20969,
title = {Collective filament wrapping and nested spiral formation in active polydisperse systems},
author = {Caterina Landi and Giulia Janzen and Francesco Sciortino and John Russo and Chantal Valeriani and Daniel A. Matoz-Fernandez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20969},
year = {2025}
}