化学活性聚合物中的刚性集群、波动步态和手性折叠体

活性物质系统——例如活性胶体粒子的集合——在远离平衡的状态下运行，具有复杂的粒子间相互作用，这些相互作用支配着它们的集体动力学。预测此类系统的集体动力学可能有助于设计由具有规定动力学功能的活性胶体单元组成的自塑形结构。在此，我们通过模拟和理论，研究了由活性布朗粒子组成的链的集体动力学，这些粒子在二维空间中通过谐波弹簧连接，并通过路径介导的化学物质进行内部相互作用，以获得活性胶体分子的设计原理。我们表明，二维约束和自由连接粒子间的化学排斥相互作用导致链在稳态动力学中涌现出刚性。在化学吸引区域，链会坍缩成晶体，并突然停止运动。此外，在由单体二元混合物组成的链中，我们表明不同物种间的非互易化学亲和力导致了新颖的现象，例如具有可调动力学的手性分子、持续的波动步态以及运动方向的逆转。我们的结果除了提供由非互易相互作用产生的活性自组装原理外，还为迹介导相互作用的作用提供了一种新的解释。