微管-驱动蛋白活性物质网络的变形控制

活性材料利用其内部能量源以自动化方式进行组织,这一特性为设计所需控制最少的微米级机器提供了新的可能。然而,自组织过程与活性物质系统的动力学规律密切相关,几乎不受环境扰动的影响。因此,了解活性物质自组织过程主动力生成的根本机制,尤其是排除环境扰动的情况下,十分必要。本研究设计了一种光学控制手段来操纵由微管和光激活驱动蛋白组成的主动网络的自组织过程。该手段能够雕刻出不同形状的活性网络,并将它们与周围溶液隔离,实现了一种准干活性物质系统网络。通过实验,观察到主动网络以自相似的方式收缩。通过一个粗粒度理论,证明收缩的自相似性与黏性类主动应力有关。这些发现有助于通过操纵空间和时间中的光强度来控制网络的动态,并操纵网络在特定方向上弯曲。本工作提高了对该系统活性动力学生成机制的理解,并为设计一大类活性材料机器奠定了基础。