活体缠结物质的超快可逆自组装
软凝聚态物质
2023-05-31 v1
摘要
缠结的活性丝状物在自然界中无处不在，从染色体DNA、纤毛毯到根系网络与蠕虫团块皆然。活动性与弹性如何促进活体缠结物质中的集体拓扑转变，目前尚不甚明了。本文报道对加州黑虫（Lumbriculus variegatus）的实验与理论研究，其在数分钟内缓慢形成缠结，却能在毫秒内解开。结合超声成像、理论分析与模拟，我们建立并验证了一个机制模型，解释了单个活性丝状物的运动学如何决定其涌现的集体拓扑动力学。该模型揭示，共振交替螺旋波同时实现了缠结形成与超快解缠。通过辨识拓扑自转变的普适动力学原理，我们的结果可为设计新型拓扑可调活性材料提供指导。
引用
@article{arxiv.2210.03384,
title = {Ultrafast reversible self-assembly of living tangled matter},
author = {Vishal P. Patil and Harry Tuazon and Emily Kaufman and Tuhin Chakrabortty and David Qin and Jörn Dunkel and M. Saad Bhamla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03384},
year = {2023}
}