细菌 swarm 中活性-被动界面的传播
生物物理
2019-03-06 v1
摘要
传播界面在自然界中无处不在，是生物学与材料科学中不稳定性与图样形成的基础。被动情形下界面增长的物理原理已被充分理解；然而，我们对活性系统中界面的理解仍处起步阶段。此处，我们利用一种模型活性物质系统——细菌 swarm，研究活性-被动界面的演化。我们使用紫外光照射在粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens) swarm 中创建致密的被动细菌域，从而制造分隔运动与不动细胞的界面。照射后，边界因自涌现的集体流动而重塑并被侵蚀。我们证明活性-被动边界表现为一种扩散界面，其力学性质由流动决定。有趣的是，界面速度与局部 swarm 速度及界面曲率耦合，表明经典 Gibbs-Thomson-Stefan 条件的活性类比控制着边界传播。我们的结果将界面理论推广至具集体流动的活性系统中的混合与分离。
引用
@article{arxiv.1805.06429,
title = {The propagation of active-passive interfaces in bacterial swarms},
author = {Alison E. Patteson and Arvind Gopinath and Paulo E. Arratia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06429},
year = {2019}
}