CALM TALK 183 | 从实验轨迹到物理机制:活性软物质的环境响应智慧

发布时间:2025-04-17发布部门:先进低维材料中心

报告人介绍:金晨羽现为欧盟“玛丽·居里学者”,在卢森堡大学从事活性物质与微生物生物物理方向的研究。她的教育与研究背景跨越多个学科和领域,在上海交通大学获得了生物技术学士和化学硕士,在德国马克斯-普朗克胶体与界面研究所取得物理化学博士学位,随后在马克斯-普朗克动力学与自组织研究所、德国拜罗伊特大学、卢森堡大学从事博士后研究。研究聚焦于活性软物质在复杂环境中的感知、响应及适应机制,旨在揭示其背后的普适物理规律,并推动其在生态修复、医药微纳机器人导航及抗菌表面设计等领域的应用。研究成果以第一作者发表 Phys. Rev. Lett.、Nat.Commun.、PNAS、Angew Chem等期刊。

 

报告摘要:活性软物质是一类典型的非平衡体系,持续消耗能量并展现出自发运动与协同行为。典型例子包括在组织中迁移的癌细胞、展现复杂群体动态的微生物群体,以及人工设计的胶体马达和微纳机器人等。这类系统通常处于非均匀、动态变化的复杂环境中,其行为不仅由内部相互作用决定,也受到障碍结构、流动场和化学梯度等环境因素的显著影响。要深入理解其物理机制,亟需在实验观测与理论建模之间建立有效桥梁。得益于显微成像与轨迹追踪技术的发展,我们如今能够获取大量反映动力学规律的实验轨迹数据,为构建定量模型奠定了基础。

本报告聚焦于活性软物质在复杂环境中的动力学与适应机制。一方面,以人工活性液滴为模型系统,结合微流控实验、理论建模与数值模拟,定量揭示了其在非均匀环境中展现出的自趋化行为、携带效应与趋流性。另一方面,研究微生物活性软物质如何感知、响应乃至改造其所处环境,并在多尺度上优化迁移与定殖策略,从而为构建活性物质环境适应性的统一理论框架提供基础, 并推动其在生态修复与智能材料等领域的应用。

 


摄影:
编辑:李盈颉
信息员:张妮
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