自驱动的半柔性丝状体的定向有序集体运动的对称性和稳定性
摘要：有序的集体运动通常在许多相互作用的活性单元系统中自发产生，范围从细胞组织和细菌群落到自驱动胶体和动物群。当活性单元足够各向异性以产生液晶有序并因此产生活性向列现象时，活性相尤其丰富，细胞骨架丝包括微管和肌动蛋白等生物物理学重要的例子提供了重要的生物物理学例子。滑动测定实验提供了一个研究这些细胞骨架丝集体运动的测试基地，并揭示了包括具有远程定向有序状态在内的多样化的集体活性相。然而，目前人们尚不清楚这种远程有序是如何从被动和主动定向机制的相互作用中产生的。我们使用布朗动力学模拟来研究在准二维中自行推进的半刚性丝的集体运动，以了解在这些滑动测定系统中起作用的定向机制。我们发现，在微观模型中没有定向扭矩的情况下，只有当丝能够重叠时才能实现远程定向有序。首次出现的远程有序的对称性（远程向列或远程极性）被显示为取决于丝重叠的能量代价和丝的柔性。然而，我们的模型还预测，远程有序的活性向列态只是暂时存在，而在具有有限丝刚度的系统中，远程极性有序是唯一的活动稳态。
作者：Madhuvanthi Guruprasad Athani and Daniel A. Beller
论文ID：2306.01180
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-06-05