软磁毯对流体与固体的两栖输运
应用物理
2021-08-24 v1 材料科学
流体动力学
摘要
现代机器人技术的主要挑战之一是由主动与自适应材料控制微操纵。在呼吸系统中，此类驱动通过能动纤毛实现病原体清除。尽管近来已研制出多种人造纤毛，但它们常涉及复杂制造工艺且仅关注液体输运。在此，我们基于 Rosensweig 不稳定性通过简易自组装路径创建软磁毯。这些毯可利用人群冲浪效应输运液体以及比人造纤毛更大更重的固体物体。这种两栖输运可通过简单微磁体或具有高精度空间分辨率的高级可编程磁场进行局部且可重构的调控。我们识别并建模了由集体纤毛运动与非平凡弹性流体动力学引起的两种令人惊讶的 cargo 反转效应。虽然我们的主动毯普遍适用于输运、混合与分选的集成控制系统，这些效应也可用于微流变学与弹性测量。
引用
@article{arxiv.2108.09835,
title = {Amphibious Transport of Fluids and Solids by Soft Magnetic Carpets},
author = {Ahmet F. Demirörs and Sümeyye Aykut and Sophia Ganzeboom and Yuki Meier and Robert Hardeman and Joost de Graaf and Arnold J. T. M. Mathijssen and Erik Poloni and Julia A. Carpenter and Caner Unlu and Daniel Zenhausern},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09835},
year = {2021}
}