简单的捕获:热涨落使微滚子被障碍物流体动力捕获
软凝聚态物质
2023-03-10 v4 统计力学
流体动力学
摘要
众所周知,障碍物可在轨道中流体动力捕获细菌和合成微游动器,其中捕获时间严重依赖于游动器的流场,且需要噪声才能逃离陷阱。在此,我们通过实验与模拟研究障碍物对微滚子的捕获。微滚子是靠近底面旋转的粒子,其推进方向由外部旋转磁场规定。驱动其运动的流场与此前研究的游动器截然不同。我们发现捕获时间可通过改变障碍物尺寸或胶体-障碍物排斥势来调节。我们详述了捕获机制并发现两个显著特征:微滚子被限制在障碍物的尾流中,且只能借助布朗运动进入陷阱。虽然噪声在动力系统中通常用以逃离陷阱,但在此我们表明它正是抵达流体动力吸引子的唯一途径。
引用
@article{arxiv.2204.04995,
title = {A simple catch: thermal fluctuations enable hydrodynamic trapping of microrollers by obstacles},
author = {Ernest B. van der Wee and Brendan C. Blackwell and Florencio Balboa Usabiaga and Andrey V. Sokolov and Isaiah T. Katz and Blaise Delmotte and Michelle M. Driscoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.04995},
year = {2023}
}
备注
Supplementary Files can be found at: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19772950