圆形边界处的活性流体:游动压力与反常液滴熟化
软凝聚态物质
2020-10-01 v1 统计力学
生物物理
化学物理
摘要
我们研究非手性与手性活性粒子在凸或凹圆形边界上施加的游动压力。活性粒子被建模为无相互作用、无对齐的自驱动布朗粒子。凸与凹圆形边界分别用作沉浸于活性浴中的固定夹杂体以及包围活性粒子的空腔(或容器)的模型。我们首先详细分析凸与凹边界曲率以及活性粒子手性对其空间分布、手性诱导流及其施加于边界表面的游动压力的作用。随后将结果用于预测悬浮流体包囊(统称“液滴”)在活性粒子存在于体相流体内部或悬浮液滴内部时的力学平衡。我们表明,含活性粒子并悬浮于普通体相中的液滴符合标准毛细范式,而含普通流体的液滴在活性体相中悬浮时表现出反常行为。在后一种情况下,额外的游动压力导致液滴内部压力对液滴半径呈现非单调依赖。因此,我们发现单液滴的反常毛细现象区间,其中液滴内部压力随液滴尺寸增大而升高。对于两个互连液滴,我们表明即使尺寸不同也可达到力学平衡。我们进一步确定了一个反常熟化区间,其中两个不等大液滴互连后可达到等尺寸终态,这与标准 Ostwald 熟化现象(即小液滴缩小以利大液滴)形成鲜明对比。
引用
@article{arxiv.1802.06469,
title = {Active fluids at circular boundaries: Swim pressure and anomalous droplet ripening},
author = {Tayeb Jamali and Ali Naji},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.06469},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 7 figures