Steering self-organisation through confinement.
Steering self-organisation through confinement.
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DOI：
10.1039/d2sm01562e
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发表时间：
2023-03-01
期刊：
影响因子：
3.4
通讯作者：
Volpe, Giorgio
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Araujo, Nuno A. M.;Janssen, Liesbeth M. C.;Barois, Thomas;Boffetta, Guido;Cohen, Itai;Corbetta, Alessandro;Dauchot, Olivier;Dijkstra, Marjolein;Durham, William M.;Dussutour, Audrey;Garnier, Simon;Gelderblom, Hanneke;Golestanian, Ramin;Isa, Lucio;Koenderink, Gijsje H.;Loewen, Hartmut;Metzler, Ralf;Polin, Marco;Royall, C. Patrick;Saric, Andela;Sengupta, Anupam;Sykes, Cecile;Trianni, Vito;Tuval, Idan;Vogel, Nicolas;Yeomans, Julia M.;Zuriguel, Iker;Marin, Alvaro;Volpe, Giorgio
自组织是时空结构和模式从更小的个体单元的相互作用中自发出现。在非常不同的系统和科学学科中，从物理学、材料科学和机器人技术到生物学、生物物理学和天文学，都可以在许多尺度上找到例子。最近的研究强调了自我组织如何通过限制来调节和控制。禁闭是一种作用在系统上的行为，它限制了系统单元的平移和旋转自由度，从而也影响了系统的相空间概率密度;它可以作为自组织的催化剂或抑制剂。然后，禁闭可以成为一种手段，积极引导空间和时间中集体现象的出现或抑制。在这里，为了为未来的研究提供一个共同的框架和视角，我们研究了限制在软物质系统自组织中的作用，并确定了需要解决的首要科学挑战，以充分利用其在软物质和相关领域的科学和技术潜力。通过与其他学科进行类比，这一框架将加速对自组织的共同深入理解，并引发创新战略的发展，以利用限制来引导自组织，其影响包括：更智能材料的设计，生物医学的组织工程和引导活性物质。在这篇观点文章中，我们讨论了软物质如何带头努力利用限制作为一种工具来引导跨不同尺度和学科的自组织。
Self-organisation is the spontaneous emergence of spatio-temporal structures and patterns from the interaction of smaller individual units. Examples are found across many scales in very different systems and scientific disciplines, from physics, materials science and robotics to biology, geophysics and astronomy. Recent research has highlighted how self-organisation can be both mediated and controlled by confinement. Confinement is an action over a system that limits its units’ translational and rotational degrees of freedom, thus also influencing the system's phase space probability density; it can function as either a catalyst or inhibitor of self-organisation. Confinement can then become a means to actively steer the emergence or suppression of collective phenomena in space and time. Here, to provide a common framework and perspective for future research, we examine the role of confinement in the self-organisation of soft-matter systems and identify overarching scientific challenges that need to be addressed to harness its full scientific and technological potential in soft matter and related fields. By drawing analogies with other disciplines, this framework will accelerate a common deeper understanding of self-organisation and trigger the development of innovative strategies to steer it using confinement, with impact on, e.g., the design of smarter materials, tissue engineering for biomedicine and in guiding active matter. In this perspective article, we discuss how soft matter can spearhead efforts to harness confinement as a tool to steer self-organisation across different scales and disciplines.
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影响因子：
19.6
作者：
de Anna, Pietro;Pahlavan, Amir A.;Juanes, Ruben
通讯作者：
Juanes, Ruben
DOI：
10.1073/pnas.0711437105
发表时间：
2008-01-29
影响因子：
11.1
作者：
Ballerini, M.;Calbibbo, N.;Zdravkovic, V.
通讯作者：
Zdravkovic, V.
影响因子：
64.8
作者：
Grillo, Fabio;Fernandez-Rodriguez, Miguel Angel;Isa, Lucio
通讯作者：
Isa, Lucio
影响因子：
3.3
作者：
Garcimartin, A.;Maza, D.;Zuriguel, I
通讯作者：
Zuriguel, I
影响因子：
9.5
作者：
Cunha, Ana F.;Matias, Andre F. V.;Dias, Cristovao S.;Oliveira, Mariana B.;Araujo, Nuno A. M.;Mano, Joao F.
通讯作者：
Mano, Joao F.