2019年运动活性物质路线图
软凝聚态物质
2024-06-03 v1 统计力学
生物物理
摘要
活性与自主运动在生命与工程系统中具有基础性意义。这近年来刺激了活性物质这一新领域的出现，其聚焦于推进机制的物理方面，以及大量相同个体因运动诱导而产生的涌现集体行为。个体尺度从纳米马达与微游体，到细胞、鱼、鸟和人。受生物微游体启发，已提出多种自主合成纳米与微米机器的设计。此类机器为多功能、高响应性、智能（人工）活性材料提供基础，其展现涌现行为及响应外部刺激执行任务的能力。理解与设计活性物质的重大挑战在于其因持续能量消耗而固有的非平衡性质，这使自由能、细致平衡和时间反演对称等平衡概念失效。揭示、预测并控制活性物质的行为是一项真正跨学科的事业，处于生物学、化学、生态学、工程学、数学与物理学交界处。运动活性物质的自组织与动力学中涉及的现象与机制的巨大复杂性构成重大挑战。因此，为推进并最终达成全面理解，这一重要研究领域需要各学科的协同、合力方法。
引用
@article{arxiv.1912.06710,
title = {The 2019 Motile Active Matter Roadmap},
author = {Gerhard Gompper and Roland G. Winkler and Thomas Speck and Alexandre Solon and Cesare Nardini and Fernando Peruani and Hartmut Loewen and Ramin Golestanian and U. Benjamin Kaupp and Luis Alvarez and Thomas Kioerboe and Eric Lauga and Wilson Poon and Antonio De Simone and Frank Cichos and Alexander Fischer and Santiago Muinos Landin and Nicola Soeker and Raymond Kapral and Pierre Gaspard and Marisol Ripoll and Francesc Sagues and Julia Yeomans and Amin Doostmohammadi and Igor Aronson and Clemens Bechinger and Holger Stark and Charlotte Hemelrijk and Francois Nedelec and Trinish Sarkar and Thibault Aryaksama and Mathilde Lacroix and Guillaume Duclos and Victor Yashunsky and Pascal Silberzan and Marino Arroyo and Sohan Kale},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.06710},
year = {2024}
}