活性胶体是能够自推进的粒子,能在微观尺度上将化学能转化为定向的机械运动 [1]。它们已成为活性物质领域的典范,因为它们表现出相变 [3] 和动态结晶 [4] 等突发行为 [2],也是研究非平衡微观热机的基础 [5–8]。人们已投入大量精力开发一个框架来理解活性物质,并将其与随机热力学联系起来 [9–13],将经典热力学的概念扩展到非平衡系统和个体轨迹。这种方法的一个普遍局限性是,由于热噪声和活性噪声不能沿轨迹明确分离,因此熵的产生不能完全推断 [14]。尽管如此,随机热力学有潜力推动该领域从研究活性物质的特定现象学模型转向开发驱动活性系统的通用热力学框架。活性物质系统在广泛的空间和时间尺度上无处不在[15–17]。在纳米尺度上,单个分子可以充当活性物质[18, 19];在研究最深入的微观尺度上,生物和合成系统起着活性物质的作用[20–24];在中尺度和更大尺度上,动物[25]、机器人[26]、人类群体[27]等作为活性物质运行。所有这些系统所受控的底层物理过程千差万别,如湿与干[16, 28]、欠阻尼与过阻尼[29–32]、热与非热[33–35]等。然而,它们都有一个重要的共同点——非平衡动力学的出现是因为活性物质系统中的每个元素都会消耗能量并耗散
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