胶体由分散在溶剂中微纳米尺度的粒子组成。平衡态胶体粒子在热扰动情况下做布朗运动，而活性胶体粒子从周围环境摄取能量推动自身向前运动，它们均表现出丰富的相行为。我们用直径可调的胶体球为模型研究固体－固体相变的微观机制。在准静态下，该相变是经过中间态液体的两步扩散型成核过程，中间态液体的形成是由于固－液界面能比固－固界面能小，液体核可以降低自由能势垒。而在外加流场下，相变是一步的马氏体型成核过程。活性粒子如细菌在低浓度低活性时做无序运动；而高浓度高活性的细菌一同做集体运动。两种运动状态之间的转变可视为非平衡态相变。我们以细菌浓度和活性粒子比例为变量画出细菌运动的相图，并且用一种经基因改造的光控细菌研究该相变的动力学。通过测量不同细菌浓度和活性粒子比例下相变的孵化时间和滞回线，我们发现了两种不同的相变类型。以上研究为我们调控材料性质和设计智能材料提供了依据。

 

个人简介：

彭毅现在在明尼苏达大学化学工程与材料科学系从事软凝聚态物理的实验研究，主要研究方向是活性物质中的粒子扩散、流变学和非平衡态相变。在此之前，他在香港科技大学物理系攻读博士学位，期间以胶体为模型研究晶体中的熔化行为和固体－固体相变的成核机制。目前他以第一作者身份在Nature Materials, Nature Communications 和 Physical Review Letters上发表多篇文章。