细菌表面捕获中不可或缺的熵效应
软凝聚态物质
2023-07-28 v1 统计力学
生物物理
摘要
细菌在边界表面附近的捕获具有生物学与实际重要性，但其潜在物理机制仍未被充分理解。我们证明，必须纳入一个常被忽略的、由流体动力学相互作用空间变化引起的熵效应，通过提供一个用两个无量纲参数解析解释细菌捕获的模型：\alpha_1 为热能自驱动之比，\alpha_2 为内禀形状因子。对于与室温下大肠杆菌（{\it Escherichia coli}）匹配的 \alpha_1 与 \alpha_2，我们的模型定量再现了现有实验观测，包括此前未解决的两个关键特征：细菌的“低头”构型，以及俯仰角与摆动角之间的反相关性。此外，我们的模型解析预测了在由 \{\alpha_1,\alpha_2\} 定义的参数空间中存在捕获区。
引用
@article{arxiv.2307.14664,
title = {An entropic effect essential for surface entrapment of bacteria},
author = {Premkumar Leishangthem and Xinliang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.14664},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 4 figures