包覆具膜黏附活性布朗粒子的柔性囊泡的动态形貌

微纳技术的最新进展使得利用生物与合成材料构建复杂活性系统成为可能。一个有趣的例子是活性囊泡，其由包裹自驱动粒子的膜组成，并展现出若干类似生物细胞的特征。我们通过数值模拟研究了活性囊泡的行为，其中被包裹的自驱动粒子可黏附于膜上。囊泡由动态三角化膜表示，而具黏附性的活性粒子建模为通过 Lennard-Jones 势与膜相互作用的活性布朗粒子（ABPs）。针对不同的黏附作用强度，我们构建了以 ABP 活性与囊泡内粒子体积分数为变量的动态囊泡形貌相图。在低 ABP 活性下，黏附作用主导于推进力，使得囊泡呈现近静态构型，膜包裹的 ABP 突出物具有环状与片状结构。在中等粒子密度且活性足够强时，活性囊泡呈现充满串状 ABP 排列的动态高度分支系带，此现象在粒子无膜黏附时不会出现。在 ABP 体积分数较大时，囊泡于中等粒子活性下波动，并在 ABP 推进强度较大时伸长并最终分裂为两个囊泡。我们还分析了膜张力、活性涨落与 ABP 特征（如迁移率、聚集），并与无黏附 ABP 的活性囊泡情形进行比较。ABP 对膜的黏附显著改变了活性囊泡的行为，并提供了控制其行为的额外参数。