化学基底上活性粒子的同步旋转

许多微生物使用化学“信号传递”——一种非平衡中典型的自组织策略——可诱导自发聚集和行为协调。使用合成信号传递作为设计原理，我们构建了一个在化学淬火图案化基底上具有软排斥相互作用的活性布朗粒子（ABPs）的最小模型。针对所提出的趋化Keller-Segel模型变体，数值研究了化学泳相互作用与活性之间的相互作用。这种竞争不仅导致化学 motility 诱导的相分离态，还导致具有同步旋转的新型内聚聚集相。我们的结果表明，旋转序可以通过活性和排斥相互作用单独在系统中涌现，而无需显式的对齐相互作用。这些旋转也可通过设计利用活性粒子产生重新定向力矩的机械装置来加以利用。