活性物质是一类可以从环境中获取能量来产生自主运动的物质。最初主要是指生物体系,既包括微观尺度的马达蛋白、细胞和细菌,也包括宏观的鱼群、鸟群等。随着实验技术的发展,各种各样人工合成的自驱动粒子在实验室被制造出来,它们成为研究活性物质行为的重要模型体系。活性物质是典型的动力学非平衡体系,存在着大量有待发掘的新奇现象,从而成为目前软物质研究的一个热门研究方向。本文以球形活性布朗粒子为基本模型组分,采用分子动力学模拟的方法来探究活性物质在受限的几何区域内的逃逸问题;在连通的微室中形成振荡的现象;以及与囊泡组合而成的可形变活性“胶体细胞”的自组装结构与动力学。第一、二章,简单介绍了活性物质的相关研究背景,以及所采用的分子动力学模拟方法的基本要素。第三章,我们研究了活性布朗粒子从开孔微室中逃逸的行为。我们发现温度或热涨落可以促进活性粒子从微室中逃逸;自驱动力越大粒子越容易从微室中逃逸;而活性粒子的旋转扩散系数的影响却是非单调的,即随着旋转扩散系数增大,圆形微室内的粒子数衰减速度先增后减,所以存在一个最优的旋转扩散系数使活性粒子的逃逸最快。微室的形状对粒子的逃逸也有很大的影响。通过几种形状微室的对比,我们发现活性粒子最容易从圆形微室中逃逸。第四章,我们研究了活性粒子在连通的微室中产生自发振荡的现象。我们发现温度或热涨落对规则振荡的形成起到非常关键的作用。我们通过计算不同温度下单个微室中自驱力的径向分量、粒子对墙的压强、粒子进入管道的entrance rate以及管道中粒子流的大小,分析了温度或涨落大小对振荡的影响。另外,我们发现虽然微室边界所受压强随粒子数增加而增加,活性力径向分量却随之减少;粒子进入管道的entrance rate随粒子数增加呈非单调变化,即先增后减。第五章,我们通过囊泡(非活性)和活性粒子构建了活性“胶体细胞”模型。活性胶体细胞作为一个整体表现出自主运动的特征。和普通活性粒子相比,它具有可形变的特点。基于这个模型,我们研究了可形变特性对活性物质自组装结构与动力学的影响。我们发现形变削弱了活性物质的聚集效应,因此抑制了活性胶体细胞形成团簇和发生相分离的现象。和普通活性粒子不同,它们的聚集或凝聚相不紧凑,呈松散网络状类似于多孔材料。两相之间的界面也模糊不稳定,说明有效的界面能很低。凝聚相类似于液态,没有长程的位置序和取向序。并且即使凝聚相中的胶体细胞被强烈压缩和变形,它们仍保持高的运动性,所以在聚集区域涨落仍然很强。