嵌入平面流体-流体界面的有限尺寸圆盘附近各向同性活性胶体粒子的扩散泳推进
软凝聚态物质
2022-04-20 v1 流体动力学
摘要
打破空间对称性是泳动活性粒子在低雷诺数下游动的必要条件。实现微尺度游动的这一基本前提，既可以通过对活性粒子表面进行化学图案化来满足，也可以通过利用几何不对称性诱导化学梯度并实现自推进来满足。在本文中，我们采用远场解析模型来量化位于两种不可混溶的粘性不可压缩牛顿流体界面上的有限尺寸圆形圆盘附近，化学均匀的各向同性活性胶体的诱导泳动速度的领头阶贡献。为此，泳动问题的解被表述为混合边值问题，随后被转化为内域和外域上的对偶积分方程组。研究发现，根据不同涉及粘度与溶质溶解度的比值、泳动迁移率和化学活性的符号，以及粒子-界面距离与圆盘半径的比值，该各向同性活性粒子要么被界面排斥，要么被其吸引，或者达到稳定的悬停状态并保持在界面附近静止。我们的结果可能有助于控制和引导自推进泳动活性粒子在水界面附近的运动。
引用
@article{arxiv.2109.14437,
title = {Diffusiophoretic propulsion of an isotropic active colloidal particle near a finite-sized disk embedded in a planar fluid-fluid interface},
author = {Abdallah Daddi-Moussa-Ider and Andrej Vilfan and Ramin Golestanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.14437},
year = {2022}
}