自组装的、可逆环状连接的活性胶体旋转环

《Journal of the American Chemical Society》：Self-Assembled Revolving Rings of Reversibly Catenated Active Colloids

自主驱动Janus粒子通过非平衡策略实现拓扑组装体的动态稳定形成，揭示自咬合闭合机制与链柔性协同作用下的非单调生长动力学规律。

　　

与生物系统相比，合成自组装技术仍然较为初级，常常受到平衡热力学的限制。我们提出了一种利用自推进的Janus颗粒进行拓扑工程的非平衡策略。这些活性组分通过各向异性力和扭矩的引导，层次化地形成旋转环状结构——这种结构具有自我限制的特性。我们发现了一种“自我咬合”的闭合机制，该机制源于方向吸引力和侧向排斥力的竞争，从而导致非单调的生长动态。分子动力学模拟突显了链柔韧性在环状结构形成中的关键作用。我们的研究结果表明，如何利用活性和各向异性相互作用来创建动态稳定、拓扑复杂的组装体，以用于自主微机械系统。