由运动性对比诱导的活性胶体混合物中的巴西坚果效应

我们通过数值和实验研究了二元微游动粒子混合物在静态周期三角状光强场中于二维基底上运动时的分离动力学。活性粒子的运动性正比于所施加的光强，并且它们具有运动性对比，即 prefactor 依赖于物种。此外，活性粒子还受到一个将其运动对齐到负光强梯度方向的力矩。我们发现在光强极小值附近发生活性粒子的分离，通常一个物种局域在极小值附近，另一个则集中在外部壳层中。对于非常强的对齐力矩，存在到有效外势中平衡系统的精确映射，该外势在光强极小值处最小。此外势类似于（依赖于高度的）重力，从而可以定义自推进粒子的有效“重性”。类比于重力下受振动的颗粒物质，如果较重粒子漂浮在较轻粒子之上，我们定义“胶体巴西坚果效应”。利用广泛的布朗动力学模拟，我们确定了发生活性胶体巴西坚果效应的系统参数，并基于有效平衡模型中的广义阿基米德原理予以解释：如果重粒子的有效质量密度低于周围流体的质量密度，它们就会在较轻粒子的稠密流体中被抬升。我们还在光激活的自推进胶体混合物上进行了实空间实验，证实了理论预测。