由声波驱动的合成活性液晶

活性向列相是由可移动的细长颗粒组成的材料，能将环境中的能量转化为机械运动。目前活性向列相的实验实现具有生物起源，包括细胞层、液晶中细长细菌的悬浮液，以及生物丝与分子马达的组合。在此，我们报告了一种完全合成的活性向列相系统的实现，该系统由超声波赋能的溶致变色液晶组成。这种人工活性液晶不受生物降解和变异性的影响，展现出稳定的材料特性，并能在显著扩展的范围内实现精确快速的活性控制。我们证明，声场的能量被转化为微观的伸展应力，破坏了长程向列相序，并引发了波动不稳定性、活性湍流的发展以及拓扑缺陷的增殖。我们揭示了在高活性水平下，向列相指向矢场中出现了非常规的自由站立持续涡旋。这些结果为设计具有稳定材料特性和可调拓扑缺陷动力学的外部赋能活性向列相流体奠定了基础，这对于实现可重构微流控系统至关重要。