活性物质是典型的非平衡态系统,其组成单元能够利用自身存储的能量或者周围环境的能量实现自驱动.在活性系统中,物体间的受力情况直接影响其结构和动力学行为,因此深入了解物体间的有效作用力是理解活性物质一切复杂现象的基础。

最近，北京理工大学物理学院的郑宁教授团队的宁鲁慧老师通过光镊显微镜实验分别研究了活性大肠杆菌溶液中惰性球形聚苯乙烯胶体粒子间和板状粒子间的有效作用力,发现球形粒子间有效作用力的性质一直是短程排斥力,而板状粒子间的有效作用力则为长程吸引力,这说明惰性粒子间的有效作用力受粒子形状的影响,惰性粒子间的有效作用力主要来源于两部分的贡献,即细菌-惰性粒子间的直接碰撞,以及细菌运动产生的流场,在实验上通过对比粒子之间、粒子外侧细菌的浓度和取向有序性发现,球形粒子间的有效排斥力主要来源于细菌-粒子的直接碰撞,而板状粒子间的长程吸引力则主要源于细菌流场的贡献,本文通过光镊显微镜实验证明了惰性粒子间的有效作用力与惰性粒子的几何构型有关,为调控活性物质中的动态自组装提供了实验支撑.

文章发表在物理学报Acta Physica Sinica 上，详细内容请见：https://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.73.20240650