大皖新闻讯 12月1日，大皖新闻记者从中国科学技术大学获悉，该校物理学院彭晨晖教授、蒋景华研究员团队与香港科技大学、厦门大学合作，在“活性液晶”体系中发现了一种独特的“双行波”现象，通过实验、理论与模拟相结合解析了其形成的物理机制，并进一步对其进行精准编程与控制。此项研究为智能活性材料与微纳机器人的设计提供了全新路径。相关研究成果于11月27日发表于《自然·通讯》。

活性物质是由自驱动单元组成的非平衡系统，其内部常出现复杂的行波模式，然而如何有效控制这些波动一直是该领域的核心挑战。研究团队将游动细菌与溶致液晶相结合，构建出“活性液晶”这一体系，在其中细菌作为活性单元，液晶则提供结构导向的被动环境。记者了解到，研究团队通过光图案化技术预先设计液晶分子的排列，诱导细菌在特定区域聚集并形成定向流动。当细菌浓度超过临界值时，原本稳定的细菌流发生失稳，产生波动，并沿预设路径传播，形成“活性行波”。更为重要的是，这些细菌波进一步扰动周围液晶，诱发出一个紧随其后的被动“液晶行波”，两者以恒定相位差协同前进，构成“双行波”体系。

细菌与液晶行波的产生（图片来自中国科大）