活性自旋微粒在剪切流场中的动力学和集体运动
2022-04-08 16:26:00
近日，我院濑户亮平课题组在Physical Review Research杂志上发表了题为“Emergent stripes of active rotors in shear flows”的最新研究成果。
活性物质是自然界中常见的一类非平衡态体系，它们能够耗散自身的能量产生自发的运动，展现出特殊的动力学和集体行为。“集体运动的基本原理是什么？”正是上海交通大学与《科学》杂志在2021年发布的新125个人类面对的科学问题之一。濑户亮平课题组通过计算模拟和理论分析，揭示并解释了自旋活性微粒能在外界恒定剪切流场中自组织形成均匀的、具有拓扑边界流保护的条带状结构。这些微粒带的宽度在一定范围内与驱动微粒自旋的活性扭矩和流场剪切率之比呈线性关系，而与微粒的体积分数无关。此外，通过基于流变学的理论分析和提出创新的流变学表征方法，该工作揭示了自旋活性微粒悬浮液的第一法向应力差中同时存在着奇偶分量，即该悬浮液同时具有非牛顿流体和手性活性流体的特性。该研究旨在增进人们对活性物质动力学与集体运动的了解，拓宽对流变学领域的认知，以及理论引导对新型结构材料的开发和应用。
该论文为我院与中国科学院物理研究所的合作工作。第一作者为我院的博士后赵志远，通讯作者为我院的濑户亮平研究员，共同作者包括我院的好村滋行、叶方富研究员以及中科院物理所的杨明成研究员和博士生王博艺。该论文获得国科温州研究院启动资金（WIUCAS SQD2020002）、国家自然科学基金面上基金（12150610463）、国家自然科学基金外国学者研究基金（12174390）等项目的资助。
原文链接：https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.3.043229
原文链接：https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.3.043229
