受限收缩通道中由活性引起的不对称弥散
软凝聚态物质
2024-01-24 v1 生物物理
计算物理
流体动力学
摘要
已知大肠杆菌(E.Coli)等微生物会表现出上游行为并对剪切流产生趋流性响应。特别地，大肠杆菌悬浮液已显示出对空间收缩的强烈敏感性，导致在来流流体速度与该微生物自推进速度相当时，收缩下游出现反常的稠化现象。我们引入了一个受限通道中受收缩作用的椭球自推进粒子的布朗动力学模型。该模型可识别表征活性粒子在收缩处聚集的相关动力学机制的关键参数，并澄清实验观测背后的机理。我们发现粒子被捕获在收缩前的蝴蝶状吸引子中，这正是通过收缩处的活性粒子涌现密度分布对称性破缺的根源。此外，捕获概率及由此产生的不对称强度受粒子尺寸与通道几何形状以及流体速度对推进速度之比的影响。
引用
@article{arxiv.2305.09162,
title = {Activity-induced asymmetric dispersion in confined channels with constriction},
author = {Armin Maleki and Malihe Ghodrat and Ignacio Pagonabarraga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09162},
year = {2024}
}