手性活性粒子在泊肃叶流中的扩散

我们研究了手性活性（自推进）布朗粒子在具有泊肃叶流的二维微通道中的扩散行为。利用数值模拟，我们表明粒子的输运系数行为，例如平均速度 $v$ 与有效扩散系数 $D_{eff}$，强烈依赖于流强 $u_0$、平动扩散常数 $D_0$、转动扩散率 $D_\theta$ 以及活性粒子的手性 $\Omega$。结果表明，在 $u_0$、$D_\theta$ 和 $\Omega$ 的最优参数值下，粒子可表现出上游漂移，导致 $v$ 为负。有趣的是，$v$ 的方向可通过调节这些参数来控制。我们观察到，对于某些 $u_0$ 和 $\Omega$ 的最优值，手性粒子在通道壁附近聚集，相应的 $D_{eff}$ 增强。然而，对于非手性粒子（$\Omega = 0$），$D_{eff}$ 因泊肃叶流的存在而受抑制。预期这些发现对开发用于分离活性粒子的微流控与芯片实验室器件具有巨大潜力。