活性粒子润湿的流体动力学理论

自推进粒子在排斥屏障上的积累是活性物质中广泛观察到的特征。尽管涉及从生物膜形成到细胞骨架运动的广泛生物过程，但活性粒子对表面的润湿仍了解甚少。在本工作中，我们通过考虑一个由活性晶格气体组成的模型来研究这种活性润湿，该模型在周期边界条件下与可渗透屏障相互作用，对于该模型可以实现精确的流体动力学描述。我们考虑了一个消除动力学噪声但保留微观可解释性的流体动力学标度极限，从而能够精确表征稳态及其转变。我们证明活性粒子的积累与平衡润湿具有显著相似性，并且活性润湿转变表现出平衡临界润湿转变的所有显著特征——尽管底层微观动力学存在根本差异。然而，我们的框架也使得对活性润湿中微妙但重要的非平衡效应进行研究成为可能，包括导致全局稳态流的自发棘轮效应、体密度偏离其双节点值以及一种新颖的动态转变路径。我们的结果提供了一个本质上非平衡的框架来研究活性润湿，精确地展示了与被动润湿的联系，同时阐明了活性带来的非平衡后果。