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参考文献
Palacci, J., Sacanna, S., Preska Steinberg, A., Pine, D. J. & Chaikin, P. M.光激活胶体冲浪者的活晶体。科学339, 936-940(2013)。
Bililign, E. S.等。运动位错将奇怪的晶体揉成螺旋状。Nat。物理。18, 212-218(2022)。
佩德罗夫,吴晓林,吴晓林。快速移动的细菌自组织成旋转细胞的活跃二维晶体。理论物理。启。114, 158102(2015)。
李国强,李国强。旋转晶体的成核过程Thiovulum majus细菌。新J.物理。20., 015007(2018)。
Scheibner, C.等人。奇怪的弹性。Nat。物理。16, 475-480(2020)。
Braverman, L., Scheibner, C., VanSaders, B. & Vitelli, V.奇异弹性固体中的拓扑缺陷。理论物理。启。127, 268001(2021)。
Anderson, P. W. More则不同。科学177, 393-396(1972)。
阿什克罗夫特,n.w.和Mermin, n.d.。固体物理学(桑德斯学院出版社/哈考特学院出版社,1976年)。
李丽娟,李志刚,李志刚。对称破缺在生物学中的应用。冷泉港。教谕。医学杂志。2, a003475(2010)。
A.布里卡德,J.-B.科森。,Desreumaux, N., Dauchot, O. & Bartolo, D. Emergence of macroscopic directed motion in populations of motile colloids.自然503, 95-98(2013)。
Grzybowski, B. A., Stone, H. A. & Whitesides, g.m.磁化的、毫米大小的物体在液体-空气界面旋转的动态自组装。自然405, 1033-1036(2000)。
李,W., Amini, H., Stone, H. A. & Di Carlo, D.微流控颗粒晶体的动态自组装和控制。国家科学院学报美国107, 22413-22418(2010)。
Naganathan, S. R., Fürthauer, S., Nishikawa, M., Jülicher, F. & Grill, S. W.由肌动球蛋白细胞皮层产生的主动扭矩驱动左右对称打破。eLife3., e04165(2014)。
史密斯,D. J.,蒙特内格罗-约翰逊,T. D. & Lopes, S. S.胚胎发生中的对称性破坏纤毛驱动流。为基础。流体机械。51中国农业科学,2019,105-128(2019)。
里德尔,i.h.,克鲁斯,K. &霍华德,J.自组织的漩涡阵列的水动力夹带精子细胞。科学309, 300-303(2005)。
Sokolov, A., Aranson, i.s., Kessler, J. O. & Goldstein, R. E.游泳细菌集体动力学的浓度依赖性。理论物理。启。98, 158102(2007)。
沈志刚,Würger,李志强,李志强。活性胶体的水动力自组装:手性旋流体和动态晶体。软物质15, 1508-1521(2019)。
Bäuerle, T., Löffler, R. C. &贝辛格,C.活性胶体悬浮液中稳定和反应性集体态的形成。Commun Nat。11, 2547(2020)。
科赫,a.j。生物模式形成:从基本机制到复杂结构。Rev. Mod. Phys。66, 1481-1507(1994)。
王,G.等。紧急场驱动机器人群状态。理论物理。启。126, 108002(2021)。
Omar, a.k., klyko, K., GrandPre, T. & Geissler, P. L.活性布朗球的相图:结晶和运动诱导相分离的亚稳态。理论物理。启。126, 188002(2021)。
阿夫隆,J. E.奇粘度。J.统计物理。92, 543-557(1998)。
Soni, V.等。胶体手性流体的奇自由表面流动。Nat。物理。15, 1188-1194(2019)。
Banerjee, D., Vitelli, V., Jülicher, F. & Surówka, P.奇材料的活性粘弹性。理论物理。启。126, 138001(2021)。
克里斯蒂娜·马尔凯蒂,等人。软活性物质的流体动力学。Rev. Mod. Phys。85, 1143-1189(2013)。
尚卡尔,S.,苏斯洛夫,A.,鲍威克,M. J.,克里斯蒂娜·马尔凯蒂,M. &维泰利,V.拓扑活性物质。Nat. Rev. Phys。4, 380-398(2022)。
蔡国强,张志强,张志强,等。为基础。启提供者。物理问题。6, 219-244(2015)。
毕,D.,洛佩兹,J. H.,施瓦茨,J. M.和曼宁,M. L.生物组织中密度无关的刚性转变。Nat。物理。11, 1074-1079(2015)。
哈特曼,等人。生长生物膜中三维秩序和结构的出现。Nat。物理。15, 251(2019)。
秦,B.等。光片显微镜显示的细菌生物膜中的细胞位置命运和集体喷泉流动。科学369, 71-77(2020)。
形态发生过程中程序化和自组织的信息流。细胞生物学。22, 245-265(2021)。
罗森塔尔,S. B., Twomey, C. R.,哈特尼特,A. T.,吴,H. S.和Couzin, i.d .揭示移动动物群体中隐藏的互动网络可以预测复杂的行为传染。国家科学院学报美国112, 4690-4695(2015)。
Bialek, W.等人。自然鸟群的统计力学。国家科学院学报美国109, 4786-4791(2012)。
Drescher, K.等。跳舞的团藻:游泳藻类的水动力束缚态。理论物理。启。102, 168101(2009)。
Lauga E。细胞运动的流体动力学(《剑桥应用数学文本》,剑桥大学出版社,2020年)。
Gilpin, W., Prakash, V. N. & Prakash, M.涡旋阵列和纤毛缠结是海星幼虫进食-游泳权衡的基础。Nat。物理。13, 380-386(2017)。
Wan K. Y.等。再生周围复杂纤毛流的重组声音洪亮的人coeruleus.菲尔。反式。r . Soc。B375, 20190167(2020)。
石川,T.,佩德利,T. J., Drescher, K. & Goldstein, R. E.舞蹈稳定性团藻.J.流体机械。903, a11(2020)。
李国强,李国强。位错介导的二维熔解研究。理论物理。启B19, 2457(1979)。
Zahn, K. & Maret, G.二维熔化的动态准则。理论物理。启。85, 3656(2000)。
巴特尔,C.等。活跃生物系统介观尺度上细节平衡的破坏。科学352, 604-607(2016)。
李俊杰,霍洛维茨,J. M.金里奇,T. R. & Fakhri . N.利用波动电流量化耗散。Commun Nat。10, 1666(2019)。
鲁瑟,A.等。4万个核上的交互式超级计算用于机器学习和数据分析。IEEE高性能。Ext. Comp. Conf。1, 1-6(2018)。
确认
感谢C. Scheibner, W. Irvine, N. Wingreen, J. Liu, y . C.。赵和r.e. Goldstein进行了宝贵的讨论。这项研究得到了斯隆基金会资助(G-2021-16758)给N.F.和j.d.的支持,以及国家科学基金会职业生涯奖给N.F. T.H.T.的支持,感谢NSF-Simons哈佛生物学数学和统计分析中心(奖励号1764269)和哈佛定量生物学倡议作为NSF-Simons博士后研究员的支持。德累斯顿系统生物学研究中心为易易be博士后。A.M.感谢来自欧洲分子生物学组织(ALTF 528-2019)的长期奖学金和来自德国科学研究院(Project 431144836)的博士后研究奖学金的支持。Y.C.感谢麻省理工学院物理系Curtis Marble奖学金的支持。P.J.F.和S.G.感谢戈登和贝蒂摩尔基金会作为生命系统物理学研究员的支持。GBMF4513。J.D.得到了罗伯特·e·柯林斯杰出奖学金基金的支持。n.f., J.D.和S.G.感谢KITP计划ACTIVE20:活性物质中的对称,热力学和拓扑,部分由国家科学基金会资助。 NSF PHY-1748958. We thank the MIT SuperCloud43提供其高性能计算资源的访问。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
n.f., j.d., T.H.T.和A.M.构思了这个项目。T.H.T.和A.M.是共同第一作者。J.L.和Y.C.是联合第二作者。T.H.T.设计并进行实验并分析数据。A.M.提出了理论,进行了模拟并分析了数据。J.L.进行实验并分析数据。Y.C.分析数据。H.H.进行了实验。P.J.F.进行了实验并分析了数据。S.G.分析了数据。 N.F. and J.D. designed experiments and theory and supervised research. All authors discussed the results and co-wrote the paper.
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作者声明没有利益竞争。
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自然感谢Vivek Prakash, Anton Souslov和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。
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谭廷华,米特克,A,李,J。et al。活的手性晶体的奇异动力学。自然607, 287-293(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-04889-6
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DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04889-6
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主动固体同步
自然物理(2022)