Topological structure and dynamics of three-dimensional active nematics.
Topological structure and dynamics of three-dimensional active nematics.
复制标题
三维主动神灵的拓扑结构和动力学。
DOI：
10.1126/science.aaz4547
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发表时间：
2020-03-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Dogic Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Duclos G;Adkins R;Banerjee D;Peterson MSE;Varghese M;Kolvin I;Baskaran A;Pelcovits RA;Powers TR;Baskaran A;Toschi F;Hagan MF;Streichan SJ;Vitelli V;Beller DA;Dogic Z
拓扑结构是不同多体系统非平衡动力学的有效描述。例如，运动点状拓扑缺陷捕获了由耗能各向异性单元组成的二维活性液晶的显着特征。我们将产生力的微管束分散在被动胶体液晶中，形成三维主动向列相。光片显微镜以单束分辨率揭示了这些活性向列相的毫米级结构的时间演化。主要的拓扑激发是扩展的电荷中性向错环，经历复杂的动力学和重组事件。我们的工作提出了一个框架，用于分析各种体各向异性系统的非平衡动力学，这些系统包括驱动复杂流体、活性超材料、生物组织以及机器人或生物体的集合。光片显微镜揭示了活性向列中拓扑中性向错环的混沌行为。
Topological structures are effective descriptors of the non-equilibrium dynamics of diverse many-body systems. For example, motile point-like topological defects capture the salient features of two-dimensional active liquid crystals composed of energy-consuming anisotropic units. We disperse force-generating microtubule bundles in a passive colloidal liquid crystal to form a three-dimensional active nematics. Light-sheet microscopy reveals the temporal evolution of the millimeter-scale structure of these active nematics with single-bundle resolution. The primary topological excitations are extended charge-neutral disclination loops that undergo complex dynamics and recombination events. Our work suggests a framework for analyzing the non-equilibrium dynamics of bulk anisotropic systems as diverse as driven complex fluids, active metamaterials, biological tissues and collections of robots or organisms. Light sheet microscopy reveals the chaotic behavior of topologically neutral disclination loops in active nematics.
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影响因子：
44.1
作者：
Alexander, Gareth P.;Chen, Bryan Gin-Ge;Kamien, Randall D.
通讯作者：
Kamien, Randall D.
影响因子：
64.8
作者：
Kawaguchi, Kyogo;Kageyama, Ryoichiro;Sano, Masaki
通讯作者：
Sano, Masaki
影响因子：
3.4
作者：
Barry, Edward;Beller, Daniel;Dogic, Zvonimir
通讯作者：
Dogic, Zvonimir
DOI：
10.1098/rsta.2013.0365
发表时间：
2014-11-28
影响因子：
5
作者：
Giomi, Luca;Bowick, Mark J.;Marchetti, M. Cristina
通讯作者：
Marchetti, M. Cristina
影响因子：
64.8
作者：
Irvine, William T. M.;Vitelli, Vincenzo;Chaikin, Paul M.
通讯作者：
Chaikin, Paul M.