Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2412.20536

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:2412.20536 (cond-mat)
[提交于 2024年12月29日 ]

标题: 活性丝状阵列中的动力学被捕获的团簇

标题: Kinetically arrested clusters in active filament arrays

Authors:Sonu Karayat, Prashant K. Purohit, L. Mahadevan, Arvind Gopinath, Raghunath Chelakkot
摘要: 我们使用布朗动力学模拟和理论研究了流体渗透的排列整齐且间距相等的活性弹性丝的过阻尼时空动力学及模式形成现象。这些丝的一端被固定,另一端自由。这些丝被建模为具有活动性的连接胶体链,活动性通过沿丝主轴作用的压缩性追随力来体现。链的长度小于热持久长度。对于一系列丝间距和活动值范围,我们发现丝阵列最终会自组装成一系列规则间隔且动力学被捕获的紧凑簇。丝的活动性、几何形状、弹性以及接枝密度都被观察到对簇的大小、形状和间距起关键作用。此外,不同接枝密度下的簇形状可以通过与活动相关的标度指数重新缩放为自相似形式。我们推导出了理论表达式,这些表达式将簇中的丝数量和簇之间的间距与丝活动性、丝弹性以及接枝密度联系起来。我们的研究结果揭示了聚集体形成过程中涉及的物理机制,并表明空间接触力和摩擦力平衡了活性力和丝弹性以稳定聚集体。我们的模拟还提出了基于活性胶体或合成微管-马达系统的丝基聚集体及其类似生物仿生材料的设计原则。
摘要: We use Brownian dynamics simulations and theory to study the over-damped spatiotemporal dynamics and pattern formation in a fluid-permeated array of equally spaced, active, elastic filaments that are pinned at one end and free at the other. The filaments are modeled as connected colloidal chains with activity incorporated via compressive follower forces acting along the filament backbone. The length of the chains is smaller than the thermal persistence length. For a range of filament separation and activity values, we find that the filament array eventually self-assembles into a series of regularly spaced, kinetically arrested, compact clusters. Filament activity, geometry, elasticity, and grafting density are each seen to crucially influence the size, shape, and spacing of emergent clusters. Furthermore, cluster shapes for different grafting densities can be rescaled into self-similar forms with activity-dependent scaling exponents. We derive theoretical expressions that relate the number of filaments in a cluster and the spacing between clusters, to filament activity, filament elasticity, and grafting density. Our results provide insight into the physical mechanisms involved in the initiation of clustering and suggest that steric contact forces and friction balance active forces and filament elasticity to stabilize the clusters. Our simulations suggest design principles to realize filament-based clusters and similar self-assembling biomimetic materials using active colloids or synthetic microtubule-motor systems.
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft) ; 生物物理 (physics.bio-ph)
引用方式: arXiv:2412.20536 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:2412.20536v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.20536
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Raghunath Chelakkot [查看电子邮件]
[v1] 星期日, 2024 年 12 月 29 日 17:49:58 UTC (35,966 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.soft
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-12
切换浏览方式为:
cond-mat
physics
physics.bio-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号