Taming polar active matter with moving substrates: directed transport and counterpropagating macrobands
Taming polar active matter with moving substrates: directed transport and counterpropagating macrobands
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用移动基质驯服极性活性物质：定向传输和反向传播宏带
DOI：
10.1088/1367-2630/aaf776
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发表时间：
2018
影响因子：
3.3
通讯作者：
B. Liebchen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Zampetaki;P. Schmelcher;H. Löwen;B. Liebchen
继使用活性粒子作为靶向货物载体的目标之后，例如，将药物输送到癌细胞，寻求用外场控制单个活性粒子是活性物质中探索最多的主题之一。在这里，我们提供了一种方案，允许控制活性物质中的集体行为，重点关注自然发生的波动带模式，例如在Vicsek模型中。我们表明，将这些模式暴露在行波势中可以驯服它们，但以一种非常不平凡的方式：带，最初固定在势上并与之移动，在随后的碰撞中，自组织成一个宏带，具有可预测的逆行波势运动方向的传输。我们的研究结果提供了一条同时控制极性活性物质的输运和结构的途径，即微相与大相分离。
Following the goal of using active particles as targeted cargo carriers aimed, for example, to deliver drugs towards cancer cells, the quest for the control of individual active particles with external fields is among the most explored topics in active matter. Here, we provide a scheme allowing to control collective behaviour in active matter, focusing on the fluctuating band patterns naturally occurring e.g. in the Vicsek model. We show that exposing these patterns to a travelling wave potential tames them, yet in a remarkably nontrivial way: the bands, which initially pin to the potential and comove with it, upon subsequent collisions, self-organize into a macroband, featuring a predictable transport against the direction of motion of the travelling potential. Our results provide a route to simultaneously control transport and structure, i.e. micro- versus macrophase separation, in polar active matter.
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