离子对的流体动力学自旋偶联与主动聚合
软凝聚态物质
2024-09-13 v1
摘要
离子在自然界中十分常见——从旋转膜蛋白到超流涡旋。然而，关于异构旋转离子群体的集体动力学了解甚少。本文通过实验、数值模拟和解析分析表明，在小但有限的惯性下，反向旋转的混合离子群体会自发聚集成活性链，我们称之为“gyromer”。gyromer由流体运动和刚性相互作用alone形成并稳定。对偶对相互作用的详细分析显示，相同自旋的离子会相互排斥并相互轨道运动，而相反方向的离子会自旋偶联并以束缚二聚体形式共同传播。离子二聚体与单个离子、彼此以及边界相互作用，以形成链状结构。最小模型预测了gyromer的形成，并在数值模拟中验证了其可能后续折叠成晶格和环形结构的次级结构。这种本质上非平衡的聚合过程对于工程自组装的隐形材料（如人工蛋白）具有巨大的潜力。
引用
@article{arxiv.2409.07554,
title = {Hydrodynamic Spin-Pairing and Active Polymerization of Oppositely Spinning Rotors},
author = {Mattan Gelvan and Artyom Chirko and Jonathan Kirpitch and Yahav Lavie and Noa Israel and Naomi Oppenheimer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.07554},
year = {2024}
}