图案化液晶凝聚的游动细菌极性射流

活性物质展现出显著的集体行为，其中由活性粒子持续产生的流动与这些粒子的取向序相互交织。由于活性与序难以独立控制，二者关系仍知之甚少。在此，我们通过探索游动细菌在具有预设周期性的分子取向展曲与弯曲的液晶环境中的动力学，展示了这种相互作用的重要方面。细菌被从弯曲区域排出，并凝聚为沿展曲区域单向传播并运输货物的极性射流。即便局部浓度超过非图案化系统中弯曲失稳的阈值，细菌射流仍保持稳定。集体极性推进以及弯曲与展曲的不同作用由平流-扩散模型及将该系统视为两相活性向列相的数值模拟所解释。预图案化液晶介质将游动细菌的混沌运动梳理为可沿预设轨迹运输货物的极性射流的能力，为细胞分选、微尺度递送与软微机器人等潜在应用打开了大门。