翻越两座山丘快于一座：胶体驱动穿过微通道的集体势垒跨越
软凝聚态物质
2020-09-11 v2
摘要
欧姆定律是最核心的输运规则之一，指出串联单个电阻的总电阻具有可加性。虽然该规则最常应用于电子电路，但它同样适用于其他输运现象，例如胶体或纳米颗粒穿过包含多个障碍物的通道，前提是这些障碍物相距足够远。在此，我们利用实空间显微实验、粒子分辨模拟和动力学密度泛函理论，探索了在微通道中驱使排斥性胶体流体越过两个能量势垒时欧姆定律的失效。如果势垒间距与粒子关联长度相当，则电阻高度不可加，使得第二个势垒增加的电阻可能显著高于或低于第一个势垒的电阻。令人惊讶的是，在某些情况下，第二个势垒甚至可以增加一个负电阻，使得跨越两个相同势垒比跨越单个势垒更容易。我们通过被困在势垒之间的粒子的结构来解释这一反直觉现象。
引用
@article{arxiv.1709.09711,
title = {Climbing two hills is faster than one: collective barrier-crossing by colloids driven through a microchannel},
author = {Urs Zimmermann and Hartmut Löwen and Christian Kreuter and Artur Erbe and Paul Leiderer and Frank Smallenburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.09711},
year = {2020}
}