麻省理工，Nature Physics！

背景：活性物质是由消耗能量的个体单元组成，能够表现出丰富的集体行为和涌现现象，是连接软物质物理、生物物理与材料科学的前沿领域。其中，非互易相互作用是驱动系统远离平衡态、产生定向运动、振荡甚至时间晶体的关键机制。生命手性晶体作为一类典型的非互易活性固体，由近水面自组装的海星胚胎构成，其个体因纤毛拍打产生流体动力相互作用，并表现出固有的手性。研究目的：本文以海星胚胎生命手性晶体为模型系统，旨在揭示微观对称破缺模式与宏观动力学态之间的内在联系，并探索通过外部干预选择性激发特定功能态以实现可控能量转换的物理机制。结论：研究发现并表征了生命手性晶体的宏观双稳态，即“涨落态”和“振荡态”，这种双稳态源于胚胎微观的“直立自旋”与“倾斜进动”两种束缚态。通过动态模式分解技术，首次在实验上观测到并表征了与非平衡进动相关的光学支振动模式。建立的非线性连续介质模型成功解释了双稳态的存在、振荡区域的扩张收缩以及多种观测量之间的耦合关系。更重要的是，工作证明了通过控制机械压缩的速率，可以选择性地、可重复地将系统从涨落态激发至振荡态，并在该状态下实现了持续的位移循环功，熵产率分析定量刻画了这一非平衡能量转换过程。这些发现将生命手性晶体确立为一类独特的可激发非互易固体，为设计新一代具有自适应、可重构、多功能的活性材料体系奠定了基础。