人工微纤毛的集体拍动

我们结合技术、实验和理论努力，研究粘性流体中人工微纤毛的集体动力学。我们利用软光刻和胶体自组装来制造由数百根细长磁棒组成的微纤毛毯。这一新颖的实验装置用于研究由进动磁场驱动的扩展纤毛阵列的动力学。虽然孤立纤毛的动力学是刚体旋转，但集体拍动导致进动模式的对称性破缺。纤毛的轨迹是各向异性的，并且随着驱动频率的增加经历显著的结构演化。我们提出了一个最小模型来解释我们的实验结果，并展示了阵列的整体几何结构如何通过长程流体动力学相互作用来施加轨迹的形状。