无序介质中弹道活性物质系统的堵塞与脱钉

我们对在随机障碍阵列中驱动的弹道活性圆盘进行了数值研究。活性圆盘形成钉扎或堵塞状态所需的障碍密度远低于被动圆盘。作为障碍密度的函数，我们识别出几个不同的相，包括脱钉涨落团簇态、钉扎单团簇或堵塞态、钉扎多团簇态、钉扎凝胶态和钉扎无序态。在较低的活性圆盘密度下，无障碍时会形成漂移均匀液体，但即使引入少量障碍，圆盘也会组织成钉扎相分离团簇态，其中团簇在障碍周围成核，类似于润湿现象。我们研究了脱钉阈值如何随圆盘或障碍密度变化，并发现随着障碍密度增加，出现了从集体钉扎团簇态到无序塑性脱钉转变的交叉。我们将其与非弹道活性粒子的行为进行了比较，结果表明，当我们将活性从完全被动变化到完全弹道时，堵塞的相分离态在活性和被动极限下均会出现，而对于中等活性，则出现易于流动的液态，并且存在一个使通过样品的通量最大化的最佳活性水平。