非均匀拉伸活性凝胶中的活性湍流与自发相分离
软凝聚态物质
2023-01-06 v2 流体动力学
摘要
我们报道了非均匀溶致性和拉伸性活性向列凝胶流体动力学的数值结果。通过模拟耦合的Cahn-Hilliard、Navier-Stokes和Beris-Edwards方程来描述活性向列相的组成、流动和取向序的演化，我们探究组成变化是否对其涌现物理至关重要。如同均匀组成活性凝胶，我们发现增加活性或向列倾向(例如总体活性物质浓度)会触发各向同性被动相与活性向列相之间的转变。我们表明组成非均匀性在后者相中很重要，在其中我们发现三种可能的动力学态。首先，我们观察到具有缺陷和涡流的规则图案：这些存在于被动-活性转变附近。其次，对于更大的活性或更深的向列相，我们发现活性湍流，如同均匀组成活性凝胶，但伴随极大的组成变化。在第三种机制中，其唯一地与非均匀性相关并出现在大向列倾向和低活性时，我们观察到向活性域和被动域的自发微相分离。微相分离态值得注意，因为我们所用的底层自由能中没有显式退混合项，我们基于公切线构造提供了理论分析来解释其存在。我们希望该态未来能在实验中得到探究。
引用
@article{arxiv.2209.01869,
title = {Active turbulence and spontaneous phase separation in inhomogeneous extensile active gels},
author = {Renato Assante and Dom Corbett and Davide Marenduzzo and Alexander Morozov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01869},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 6 figures & Supplemental Material