主动布朗粒子与跑-翻粒子在迷宫中分离
软凝聚态物质
2016-12-02 v1
摘要
当今已知并使用了多种自然与人工自驱动粒子。其中，主动布朗粒子 (ABPs) 与跑-翻粒子 (RTPs) 是两类重要粒子。我们数值研究了强限制在二维不同迷宫几何中的非相互作用 ABPs 与 RTPs。我们证明仅通过几何限制，即可将 ABPs 与 RTPs 分离。通过研究具有嵌套壳层的类 Matryoshka（俄罗斯套娃）迷宫，我们发现圆形迷宫具有最佳的过滤效率。关于平均首次 Passage 时间的结果表明，ABPs 从迷宫中心逃逸更快，而 RTPs 从边缘到达中心更容易。根据我们的模拟以及我们开发的速率理论，稳态下 ABPs 积累在类 Matryoshka 迷宫的最外层区域，而 RTPs 以几乎相等的概率占据迷宫内的所有位置。这些结果提出了一种通过设计适当的限制几何形状而不使用化学或生物试剂来分离不同类型自驱动粒子的新技术。
引用
@article{arxiv.1611.00191,
title = {Active Brownian particles and run-and-tumble particles separate inside a maze},
author = {Maryam Khatami and Katrin Wolff and Oliver Pohl and Mohammad Reza Ejtehadi and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.00191},
year = {2016}
}
备注
submitted to Scientific Reports