具有可逆相互作用的光控主动粒子推进

主动系统如微生物和自推进粒子展现出大量集体现象，包括群集、聚集和相分离。对单个自推进单元的推进方向及相互作用的可切换控制，可能为从内部设计材料开辟新途径。在此，我们提出一种自推进粒子系统，由半镀金二氧化钛（$\mathrm{TiO}_2$）粒子组成，通过利用两侧不同的光催化活性，我们可以快速且按需反转其推进方向。我们证明推进方向的反转将流体动力学相互作用的性质从吸引变为排斥，并可驱动粒子组装体经历融合与分裂转变。此外，我们展示这些主动胶体可作为成核位点，并能在主动粒子与被动粒子之间快速切换相互作用，导致可重构的组装与解组装。我们的实验由一个最小流体动力学模型定性描述。