在自然界中，一些鸟类和鱼类的集体运动，如成群的椋鸟和成群的沙丁鱼，可以产生令人印象深刻的动态现象。他们的研究构成了活性物质科学，这是过去三十年来人们非常感兴趣的一个话题。
活性物质独特的集体动力是由每个个体的运动、它们之间的相互作用以及它们与环境的相互作用所控制的。
最近的研究表明，一些自我推进的分子和细菌表现出具有固定手性的圆周运动(物体不能通过任何次数的旋转或平移叠加在其镜像上的特性)，这可以根据它们的动力学选择具有特定手性的分子和细菌。然而，对于非生物磁性和铁电材料中用于电子器件的活性物质类物体的研究还很缺乏。
在这方面，手性skyrminis很有希望。它们是磁性材料中具有非对称交换相互作用的一种特殊类型的自旋织构，可以看作准粒子。它们携带整数拓扑电荷并且手性固定为+1或-1。
最近，由早稻田大学应用物理系Masahito Mochizuki教授领导的一组科学家，包括早稻田大学的Xichao Zhang博士和信州大学的Xiaoxi Liu教授，广泛研究了手性skyrmions的活性物质行为。他们的论文发表在《纳米快报》杂志上。
在这项研究中，科学家们将手性天空粒子放置在手性纳米结构障碍物中，形成简单的手性花的形状。然后，他们研究了热激活的skyrmion与铁磁层中手性花状障碍物相互作用的随机行走动力学，这可能会产生拓扑依赖的结果。
Mochizuki教授说:“我们的研究首次证明，即使它们是非生物起源，甚至仅仅是无形的空间模式，磁性手性天空也表现出活跃的物质样行为。”
手性为-1的斯基子有可能形成一个左手性花，手性为+1的斯基子有可能形成一个右手性花。研究人员进行了一系列模拟，以观察skyrmions在不同温度下的表现:100k, 150k, 180k和200k。
他们将模拟时间设置为500 ns，时间步长为0.5 ns。研究小组发现，根据各种变量的组合，skyrmion要么留在障碍物内，要么逃脱。由于粒子的运动是由温度相关的布朗运动引起的，而布朗运动在本质上是无序的，这是一个通过无序运动得到有序结果的有趣例子。值得注意的是，该系统可用于开发拓扑分选装置。
当被问及他们的工作的长期意义时，刘教授说:“我们的研究结果可能对构建未来具有高存储密度和低功耗的信息处理和计算设备有用。”
“从长远来看，它们可能为非常规电子和自旋电子硬件的设计和开发提供指导，其中信息由纳米结构中的拓扑自旋纹理携带。这一成就有望改善人们的生活，因为他们将能够以节能的方式处理信息，从而实现更绿色的社会，”张博士总结道。
