化学活性液滴中秩序的涌现:时间动力学与集体行为
软凝聚态物质
2025-02-12 v1
摘要
群集行为,如群集、化学信使和聚集,是生物原生物群体的基本特征,使其能够构建分层群集、协调运动以及获得增强的营养可及性,从而对于其生存至关重要。过去数十年来,人们致力于通过实验模型系统阐明这些多样化集体模式背后的机制。其中,活性液滴已涌现为有价值的合成类比,有效复制关键的生物属性,成为研究集体现象的理想平台。本研究探讨了 4-亚硝基-4-丙烷基-邻苯二甲烷 (5CB) 油滴在不同 Péclet 数 () 下的集体行为。处于高 条件下,液滴表现出推子式推进,并形成动态链状模式。降低 可增强液滴之间的排斥相互作用,抑制聚集。 在低 条件下,其由化学场主导的排斥相互作用导致有序结构的涌现。此外,我们展示了活性液滴如何在软质结构环境中高效导航。这些发现促进了我们对活性物质系统中自组织现象的理解,并为在复杂流体环境中实现受控运动提供了策略。
引用
@article{arxiv.2502.07009,
title = {Emergence of Order in Chemically Active Droplets: Temporal Dynamics and Collective Behavior},
author = {Sobiya Ashraf and Pawan Kumar and Prateek Dwivedi and Frédéric Blanc and Dipin Pillai and Rahul Mangal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07009},
year = {2025}
}
备注
16 pages (12 main, 4 supporting), 12 figures (7 main, 5 supporting)