自推进手性活性液滴的格子 Boltzmann 模拟
软凝聚态物质
2020-11-03 v1
摘要
活性物质描述其组元通过持续能量消耗（例如来自 ATP）而驱动至非平衡态的材料。由于组元具有可取向特性，活性悬浮液可获得液晶序，并可在理论上被描述为活性液晶。其固有的非平衡动力学引发了一系列新的显著效应，这些效应多数已借助格子 Boltzmann 模型（LB）通过数值模拟加以刻画。在许多活性生物系统中手性起着重要作用。DNA、肌动蛋白或微管等生物分子形成螺旋结构，在足够高密度且缺乏活性力时，倾向于自组装成扭曲的胆甾相。因此，理解手性与活性之间相互作用的结果是一个重要且适时的课题。通过研究三维手性物质液滴，我们发现了一种新的运动模式，其中表面拓扑缺陷的转动运动排列成扇状图案。由此产生的源于底层手性的规则推进运动是一种显著现象，也可用于实际应用。并行（MPI）格子 Boltzmann 模型实现以及可用的 HPC 资源对于开展本研究具有根本重要性。我们使用了不同的 HPC 集群，其中包括 RECAS。这使我们得以在不同计算基础设施上进行扩展测试。
引用
@article{arxiv.2011.00287,
title = {Lattice Boltzmann simulations of self-propelling chiral active droplets},
author = {L. N. Carenza and G. Gonnella and G. Negro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00287},
year = {2020}
}