我目前主要利用理论和模拟手段研究活性物质在大尺度上涌现的集体行为，涉及经典的极性集群系统以及新兴的非互易活性物质系统。
活性物质（Active Matter）是由大量自驱动个体（如细菌、活性胶体、细胞群等）组成的非平衡态复杂系统，其核心特征在于微观单元通过持续消耗能量（如化学能、光能）产生自主运动，并经由局域相互作用（如流体力学耦合、趋化信号传递、速度对齐等）在宏观尺度涌现出丰富的集体行为。这一领域融合了统计物理、软物质科学、生物物理及流体力学等多学科范式，致力于揭示非平衡态下“微观个体行为-介观相互作用网络-宏观自组织现象”的跨尺度关联规律。典型研究包括运动诱导相分离（MIPS）、极性集群（polar flocking）、活性湍流（active turbulence）及拓扑缺陷动力学等新奇物态。活性物质不仅为理解生命系统（如组织发育、细菌群落迁移）提供了物理基础，还推动着人工活性材料（微纳米活性胶体粒子集群）和智能群体系统（如无人机协同控制）的前沿创新，成为连接基础物理规律与生物-工程应用的跨学科研究高地。
近期研究成果：
[1] Y. Duan, B. Mahault, Y. Ma, X. Shi, and H. Chaté, Breakdown of Ergodicity and Self-Averaging in Polar Flocks with Quenched Disorder, Phys Rev Lett 126, 178001 (2021).
[2] Y. Duan, J. Agudo-Canalejo, R. Golestanian, and B. Mahault, Dynamical Pattern Formation without Self-Attraction in Quorum-Sensing Active Matter: The Interplay between Nonreciprocity and Motility, Phys Rev Lett 131, 148301 (2023) [Editors' Suggestion]
[3] Y. Duan, J. Agudo-Canalejo, R. Golestanian, and B. Mahault, Phase Coexistence in Nonreciprocal Quorum-Sensing Active Matter, Phys Rev Res 7, 013234 (2025).
[4] T. Tang, Y. Duan*, and Y. Ma*, Reentrant phase behavior in binary topological flocks with nonreciprocal alignment, Phys Rev Res 7, 023008 (2025).