光激活柔性球粒子在牛液晶中的准粒子感知

驱动性生物生物体通常探测其周围环境以适应不断变化的环境。尽管合成微运动体提供了自行驱动生物实体的替代品，但它们常常缺乏使生物体能够适应的复杂反馈机制。本文提出了一种实验平台，其中分散在牛液晶中的光激活柔性球粒子可以 (i) 根据牛液晶的锚定方式从定向运动切换为主动 Brownian 运动，以及 (ii) 通过响应拥挤效应来机械调整其运动，从而有效实施准粒子感知。上述两个特征均源于通过实验、仿真和理论揭示的独特自驱动机制。我们对单个柔性球粒子的动力学进行了表征，证明其运动若牛液晶锚定为各向同性，则由主动 Brownian 粒子模型描述，若锚定为平面，则由沿牛液晶 director 方向的定向自驱动描述。接下来，我们研究了多体动力学，表明其经历通过有效准粒子感知相互作用的聚类相分离。我们的工作表明，如何使用液晶和柔性球粒子的 readily 可及属性创建具有类生命能力的自适应材料，而无需显式工程化所需的机械-化学反馈。