• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

活性相分离:一种通用方法。

Active phase separation: A universal approach.

机构信息

Theoretische Physik I, Universität Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany.

出版信息

Phys Rev E. 2018 Aug;98(2-1):020603. doi: 10.1103/PhysRevE.98.020603.

DOI:10.1103/PhysRevE.98.020603
PMID:30253463
Abstract

We identify active phase separation as a generic demixing phenomenon in nonequilibrium systems with conservation constraints. Examples range from cell polarization to cell populations communicating via chemotaxis, and from self-propelled particle communities to mussels in ecology. We show that system-spanning properties of active phase separation in nonequilibrium systems near onset are described by the classical Cahn-Hilliard (CH) model. This result is rather surprising since the CH equation is famous as a model for phase separation at thermal equilibrium. We introduce a general reduction scheme to establish a unique mathematical link between the generic CH equation and system-specific models for active phase separation. This approach is exemplarily applied to a model for polarization of cells and a model for chemotactic cell communities. For cell polarization, we also estimate the validity range of the CH model.

摘要

我们将活跃的相分离识别为具有守恒约束的非平衡系统中的一种通用混合现象。其例子包括从细胞极化到通过趋化性进行通信的细胞群体,以及从自推进粒子群落到生态学中的贻贝。我们表明,在非平衡系统中,活跃的相分离在接近开始时的系统跨度性质由经典的 Cahn-Hilliard(CH)模型描述。这一结果相当令人惊讶,因为 CH 方程以热平衡时相分离的模型而闻名。我们引入了一种通用的简化方案,在通用 CH 方程和用于活跃相分离的特定于系统的模型之间建立了唯一的数学联系。这种方法被专门应用于细胞极化模型和趋化性细胞群落模型。对于细胞极化,我们还估计了 CH 模型的有效范围。

相似文献

1
Active phase separation: A universal approach.活性相分离:一种通用方法。
Phys Rev E. 2018 Aug;98(2-1):020603. doi: 10.1103/PhysRevE.98.020603.
2
On system-spanning demixing properties of cell polarization.关于细胞极化的系统跨越解混性质。
PLoS One. 2019 Jun 21;14(6):e0218328. doi: 10.1371/journal.pone.0218328. eCollection 2019.
3
Universal aspects of collective behavior in chemotactic systems.趋化性系统中集体行为的普遍方面。
Phys Rev E. 2019 Sep;100(3-1):032609. doi: 10.1103/PhysRevE.100.032609.
4
Systematic extension of the Cahn-Hilliard model for motility-induced phase separation.用于迁移驱动相分离的Cahn-Hilliard模型的系统扩展。
Eur Phys J E Soft Matter. 2019 May 16;42(5):57. doi: 10.1140/epje/i2019-11825-8.
5
Theory of chemical kinetics and charge transfer based on nonequilibrium thermodynamics.基于非平衡热力学的化学动力学和电荷转移理论。
Acc Chem Res. 2013 May 21;46(5):1144-60. doi: 10.1021/ar300145c. Epub 2013 Mar 22.
6
An Explicit Adaptive Finite Difference Method for the Cahn-Hilliard Equation.一种用于Cahn-Hilliard方程的显式自适应有限差分方法。
J Nonlinear Sci. 2022;32(6):80. doi: 10.1007/s00332-022-09844-3. Epub 2022 Sep 5.
7
Comparative study of the lattice Boltzmann models for Allen-Cahn and Cahn-Hilliard equations.用于Allen-Cahn方程和Cahn-Hilliard方程的格子玻尔兹曼模型的比较研究。
Phys Rev E. 2016 Sep;94(3-1):033304. doi: 10.1103/PhysRevE.94.033304. Epub 2016 Sep 23.
8
Bridging length and time scales in sheared demixing systems: from the Cahn-Hilliard to the Doi-Ohta model.剪切相分离系统中的长度和时间尺度桥接:从Cahn-Hilliard模型到Doi-Ohta模型
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2010 Jan;81(1 Pt 1):011131. doi: 10.1103/PhysRevE.81.011131. Epub 2010 Jan 26.
9
Combining phase-field crystal methods with a Cahn-Hilliard model for binary alloys.将相场晶体方法与双相合金的 Cahn-Hilliard 模型相结合。
Phys Rev E. 2018 Apr;97(4-1):043304. doi: 10.1103/PhysRevE.97.043304.
10
Generalized thermodynamics of phase equilibria in scalar active matter.标量活性物质相平衡的广义热力学。
Phys Rev E. 2018 Feb;97(2-1):020602. doi: 10.1103/PhysRevE.97.020602.

引用本文的文献

1
Non-reciprocity across scales in active mixtures.活性混合物中跨尺度的非互易性。
Nat Commun. 2023 Nov 3;14(1):7035. doi: 10.1038/s41467-023-42713-5.
2
Sensing the shape of a cell with reaction diffusion and energy minimization.利用反应扩散和能量最小化来感知细胞的形状。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Aug 2;119(31):e2121302119. doi: 10.1073/pnas.2121302119. Epub 2022 Jul 29.
3
Foraging behaviours lead to spatiotemporal self-similar dynamics in grazing ecosystems.觅食行为导致放牧生态系统中的时空自相似动态。
Ecol Lett. 2022 Feb;25(2):378-390. doi: 10.1111/ele.13928. Epub 2021 Nov 22.
4
Swarm Hunting and Cluster Ejections in Chemically Communicating Active Mixtures.群体捕猎和化学通讯活跃混合物中的集群喷射
Sci Rep. 2020 Mar 27;10(1):5594. doi: 10.1038/s41598-020-62324-0.
5
On system-spanning demixing properties of cell polarization.关于细胞极化的系统跨越解混性质。
PLoS One. 2019 Jun 21;14(6):e0218328. doi: 10.1371/journal.pone.0218328. eCollection 2019.
6
Systematic extension of the Cahn-Hilliard model for motility-induced phase separation.用于迁移驱动相分离的Cahn-Hilliard模型的系统扩展。
Eur Phys J E Soft Matter. 2019 May 16;42(5):57. doi: 10.1140/epje/i2019-11825-8.