珠胶体装配与解体的拓扑结构与动力学路径
软凝聚态物质
2025-04-08 v1
摘要
液体壳，如脂质囊泡和皂泡，广泛存在于生物学、人造物质及日常生活中。其创建与解体由一种奇点决定，该奇点将具有边界的闭合壳与无边界的延伸液体薄膜区分开来。这种拓扑结构变化的过程对于细胞运输和药物递送至关重要。然而，这类过程的研究面临挑战，主要因为常规脂质囊泡的动力学快速且尺度较小。我们发展了流体珠胶体，作为脂质囊泡的微米尺寸类比物。我们研究了其在从盘状向球形拓扑转变近似稳定性。固有的珠胶体长度与时间尺度减慢了动力学过程，从而揭示了珠胶体在装配与解体过程中形变的真实时间演化。惊人之处在于，闭合珠胶体转化为盘状的最低能量路径涉及一种拓扑上不同的圆柱形中间体。这些结果揭示了所有液体壳拓扑变化的普遍性特征，并为纳米级货物的包裹、运输与递送提供了稳健的平台。
引用
@article{arxiv.2504.04628,
title = {Topology and Kinetic Pathways of Colloidosome Assembly and Disassembly},
author = {Raymond Adkins and Joanna Robaszewski and Seungwoo Shin and Fridtjof Brauns and Leroy Jia and Ayantika Khanra and Prerna Sharma and Robert Pelcovits and Thomas R. Powers and Zvonimir Dogic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04628},
year = {2025}
}