马达交联增强活性向列体的弹性
软凝聚态物质
2025-04-02 v1 生物物理
摘要
在活性材料中，不协调的内应力会导致涌现的长程流动。关于活性材料的行为如何依赖于介观（流体力学）参数的理解正在发展，但关于流体力学参数如何依赖于微观组分性质的知识仍存在缺口。在这项工作中，我们结合实验与多尺度建模，将生物聚合物丝和分子马达构成的活性向列体的结构与动力学与其微观性质（特别是马达的进程性、速度和价态）联系起来。我们表明，由马达和被动交联剂对丝的交联不仅增强了由排除体积效应对角向弹性的贡献，而且主导了这些贡献。通过改变马达动力学，我们表明马达速度与交联之间的竞争导致向列流动对马达速度的非单调依赖。通过调节被动丝交联，我们表明向向列流动的能量输入在很大程度上由交联决定。因此，马达蛋白既产生活性又贡献于向列弹性。我们的结果为理性设计活性材料提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2308.16831,
title = {Motor crosslinking augments elasticity in active nematics},
author = {Steven A. Redford and Jonathan Colen and Jordan L. Shivers and Sasha Zemsky and Mehdi Molaei and Carlos Floyd and Paul V. Ruijgrok and Vincenzo Vitelli and Zev Bryant and Aaron R. Dinner and Margaret L. Gardel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16831},
year = {2025}
}