泳动粒子的人工趋化：瞬时与长时间行为
软凝聚态物质
2018-10-23 v1 流体动力学
摘要
泳动粒子（phoretic swimmers）是近年来受到显著关注的一类人工活性粒子。通过利用自生成的梯度（如温度、电势或某种化学产物），泳动粒子能够在无需活动体部件或受控外场的复杂条件下实现自主推进。聚焦于扩散泳（diffusiophoresis），我们在本文中量化了泳动粒子在个体及非相互作用群体层面上实现趋化的机制。我们首先推导了具有一般轴对称表面性质的泳动粒子在零 Péclet 数和小 Damköhler 数极限下瞬时推进与取向的完全解析规律。随后我们将结果应用于 Janus 球——实验研究中最常用的泳动粒子设计之一。接下来，我们提出广义 Taylor 弥散理论的新应用，以刻画非相互作用泳动粒子群体的长时间行为。我们将理论结果与化学梯度中泳动粒子平均漂移与各向异性扩散的数值模拟进行比较。我们的结果将有助于指导未来实验应用中泳动粒子的设计。
引用
@article{arxiv.1809.02374,
title = {Artificial chemotaxis of phoretic swimmers: Instantaneous and long-time behaviour},
author = {Maria Tătulea-Codrean and Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.02374},
year = {2018}
}