报告摘要:
非平衡手性是生命体系形态发生与动态调控的核心特征,但理解其跨尺度的协同机制仍具挑战。本研究通过多尺度理论建模与实验验证,系统揭示了手性活性物质的自组织规律及调控策略。在二维体系中,手性棒状单元聚集体的协同旋转驱动了涡旋阵列的形成,并促使三叶形缺陷自组装为六边形主导的多边形网络。拓展至三维体系,手性与非手性应力的协同效应更为显著:非手性应力诱导类器官组织的出芽,而手性应力通过涡旋型缺陷驱动尖端球化与螺旋扭转,该机制在人类胚胎干细胞类器官实验中得以验证。此外,外部的手性扭转能够调控三维缺陷线的自组织模式,其模式随扭角增加从楔形扭曲环向纯扭曲线转变,并形成具有超快波速传播的振荡缺陷网络,其动力学源于弹性介导的垂直振荡与活性应力驱动的协同作用。这些发现不仅阐明非平衡手性在时空多尺度自组织中的核心作用,更为理解生命系统手性演化规律及开发活性材料的调控策略提供了新思路。
主讲人简介:
李钟艺,厦门大学物理学系副教授。研究方向是软物质与生物物理,专注于非平衡态物理、细胞生物学、活性软材料等领域的交叉研究。他在清华大学获得学士和博士学位,曾以访问学者身份赴加州大学圣迭戈分校开展研究。获厦门大学南强青拔支持计划B类,在PRL、Nat. Commun.、Sci. Bull.、PNAS等国际顶级期刊发表多篇论文,其中第一作者(含共一)共8篇。