主动结的拓扑局部化与运动性
软凝聚态物质
2026-03-17 v1
摘要
非平衡主动聚合物提供了一个最小框架，用于探讨在分子马达作用下DNA和染色质等生物聚合物的行为。我们研究了具有受控拓扑的主动环聚合物，发现结的类型在其非平衡行为方面具有决定性的影响。我们发现，活动性在不同拓扑家族中引起相反的局部化响应：环面结系统性地脱局部化并膨胀，而扭结则紧缩并保持局部化。我们将这一不同行为归因于其切向场的不同对称性，这些对称性控制了主动力在链上的对齐。我们显示，拓扑也决定了内部和涌现的动力学。主动环面结表现为具有软质手性自驱动粒子，表现出持久运动，其明确的手性由其拓扑手性决定。相比之下，手性结没有净手性。因此，结作为一种可变形的拓扑准粒子，其形态和推进方式由拓扑选择。这些结果指向了一系列潜的路线，朝着具有可控形态和涌现运动模式的可编程软手性粒子发展。
引用
@article{arxiv.2603.15591,
title = {Topological localisation and motility of active knots},
author = {Andrea Bonato and Davide Marenduzzo and Enzo Orlandini and Giuseppe Negro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15591},
year = {2026}
}