活性ネマティック小胞のトポロジーとダイナミクス

生物の驚くべき複雑さを模倣する合成材料の工学は、科学と技術における基本的な課題です。私たちは、微小管と分子モーターの活性ネマティックフィルムが形状を変える脂質小胞内に封入されるときに現れる空間時間的パターンを研究しました。平衡系では、欠陥は主に静的構造であるのに対し、活性ネマティックにおいては欠陥が自発的に移動し、自己推進粒子として記述できます。活性、トポロジー的制約、小胞の変形可能性の組み合わせが、多様な動的状態を生み出します。私たちは、二つの欠陥構成の間で振動する調整可能な周期的状態と、フィロポディアのような突起を持つ形状変化する小胞という二つの動的モードを強調します。これらの結果は、活性物質の非平衡ダイナミクスを制御するためにトポロジー的制約が使用されるときに、バイオミメティック材料を得る方法を示しています。