受非平衡可逆-不可逆耦合一般方程启发的简单微游动器模型
软凝聚态物质
2022-08-16 v1
摘要
提出了一个简单的平均场微游动器模型。该模型受发生化学反应的多组分流体非平衡热力学的启发。这些热力学可在 GENERIC（非平衡可逆-不可逆耦合一般方程）框架内严格描述。更具体地，该方法最近被应用于非理想聚合物溶液（Indei 与 Schieber, J. Chem. Phys, 146, 184902, 2017）。该溶液的一种组分为以珠-簧模型表示的非反应性聚合物链。以此详细描述为灵感，我们随后作若干简化假设，得到 Janus 微游动器的平均场模型。此处考虑的游动器模型由反应物海洋中的聚合物哑铃构成。哑铃的一个珠被允许作为反应物间化学反应的催化剂。我们表明，该 Janus 哑铃质心的均方位移（MSD）在反应物浓度较大的时间尺度上呈现弹道行为。MSD 中观察到弹道行为的时间尺度与游动器取向和其位移方向间互相关达到最大的时间尺度一致。由于该游动器模型受 GENERIC 框架启发，可确保熵产生恒为正，从而服从热力学第二定律。
引用
@article{arxiv.2208.06730,
title = {A simple micro-swimmer model inspired by the general equation for nonequilibrium reversible-irreversible coupling},
author = {Andrés Córdoba and Jay D. Schieber and Tsutomu Indei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.06730},
year = {2022}
}