从晶体固体到活性湍流的活性物质形塑

活性物质通过利用自由能驱动其组成个体自主运动，从而产生多样的涌现态，与生物过程和无生命功能均相关。以最小的控制实现活性材料的最大可重构性仍是一个理想但具挑战性的目标。在此，我们采用大规模、个体分辨的模拟表明，仅调节湿式趋化介质的活动性即可控制其固-液-气相变，并进而控制流体相中的层流-湍流转捩，从而形塑其涌现图案。这两个逐步涌现的转捩此前未见报道，使我们更接近感知活性物质与传统物质之间的相似性。我们的工作重现并调和了关于化学活性系统看似矛盾的实验观测，呈现了趋化集体动力学的统一图景。这些发现增进了对趋化个体间长程多体相互作用的理解，为其非平衡集体行为提供了新见解，并为设计可重构材料提供了潜在指导。