受限下极性活性流体液滴的形状与动力学态

活性液滴是由液体分散体系经微流控工具构建并能自发运动的人造微游体。这类系统在模拟生物现象（如细胞运动的某些方面和细菌菌落的集体行为）以及设计基于液滴的仿生材料（如工程化组织）方面具有特殊意义。越来越多的证据表明几何受限会显著影响其形态与运动能力，但其背后的物理机制仍知之甚少。本文研究了含有收缩型极性流体、置于不同尺寸微流控通道中的液滴受活性影响的行为。我们发现了令人惊讶的丰富形状与动力学态，其力学由收缩应力、液滴弹性与微通道宽度之间微妙的相互作用所调控。从较宽通道中呈现振荡行为的蠕虫状和细胞状液滴，到窄缝中作直线运动的子弹状液滴，皆属此列。我们的结果支持这样一种观点：几何受限可提供一种可行策略来控制和预测活性液滴的推进方向。在生物细胞或合成活性物质中寻找这些运动模式的类似现象将颇具意义。