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曲面活性表面的整数缺陷、流局部化与双稳态

软凝聚态物质 2024-06-18 v1 生物物理

摘要

生物表面,如发育中的表皮组织,呈现出平面极化或准极化有序性,并且可以呈现强曲度。最近识别出整数(+1)拓扑缺陷作为活体系统的形态发生热点。然而,尽管+1缺陷在平坦表面的活性物质中已被充分理解,但支配曲面活性缺陷的一般原则仍未为人所知。本文我们研究了在两类形态发生相关基质上的整数缺陷动力学:(1)以球形冠端终止的圆柱面,和(2)在本平坦表面上凸起的区域。由于曲面上的弗兰克弹性能在一般情况下会引起对曲度各向异性\textit{曲度各向异性}(即两个主曲率之差的平方,记为D\mathcal{D})的耦合,+1缺陷会在两种表面类型上都被诱导。我们发现D\mathcal{D}导致了包括取向梯度和主动流的局部化,特别是对于收缩性,导致了在静止缺陷态与流动缺陷态之间的滞后和双稳态。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.11465,
  title  = {Integer defects, flow localization, and bistability on curved active surfaces},
  author = {Rushikesh Shinde and Raphaël Voituriez and Andrew Callan-Jones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.11465},
  year   = {2024}
}