アクティブマター

アクティブマター（英：active matter）とは自発的に運動する多数の要素からなる集団のこと、あるいはそれを対象とする研究分野の名称である。

アクティブマターを構成する各要素は、エネルギーを消費して運動したり周囲に力を及ぼしたりする^[1][2][3][4]。エネルギーの外部からの供給がなければ各要素はやがてエネルギーを消費しつくし自発的な運動ができなくなることから、アクティブマターは非平衡系である。アクティブマターの例のほとんどは生物であり、微小管やアクチンなどの自己組織化生体高分子（どちらも生体細胞の細胞骨格の一部）から、細菌や魚、鳥の群れまで、生物のあらゆるスケールに及んでいる。実験研究の多くは、人工の自己駆動粒子などの合成システム^[5][6][7]や細菌などのミクロな系で行われている。アクティブマターは、生物物理学、ソフトマター物理学における比較的新しい物質の分類である。広く研究されているミクロ模型であるヴィチェックモデル^[8]や連続体模型であるトナー・トゥモデル^[9][10]は1995年ごろにさかのぼる。

アクティブマターは、解析計算、数値シミュレーション、実験を組み合わせて研究されている。実験の例は、生物集団（例：鳥の群れ^[11]、哺乳類の群れ、魚の群れ、昆虫の群れ^[12]）、細菌コロニー、細胞組織（例：上皮組織層^[13]、癌の増殖と胚発生）、細胞骨格成分（例：in vitro運動性アッセイ、アクチン-ミオシンネットワーク、分子モーター駆動された繊維^[14]）など、幅広いスケールに及ぶ。人工の自己駆動粒子に関する実験には、自己駆動コロイド^[15][16]、外場駆動された粒状物質（例：加振粒子^[17]）、ロボット集団、クインケローラーなどがある。