无序引起的微运动者持续随机运动与捕获
软凝聚态物质
2026-03-24 v1 生物物理
摘要
微型 organism 常在受限且无序的环境中运动，其中水动力学耦合可修改其传输行为。通过大规模有限元仿真，我们研究了在二维无序多孔介质中的微运动者动力学——即被建模为 squirmer 的运动者——通过解析完整的水动力学相互作用。我们揭示了活动性、水动力学与无序之间的确定性耦合足以产生有效扩散传输。强推子和拉器在多孔介质中被局部捕获，具体取决于运动者类型和障碍物 packing 密度。Squirmers 可从动态陷阱中逃脱，导致显著的“跳跃-捕获”动力学。显著的是，我们发现推子-拉器陷阱概率存在不对称性，这可以通过短程运动者-障碍物相互作用来反转，凸显了传输对近场效应的敏感性。
引用
@article{arxiv.2603.21285,
title = {Disorder-induced persistent random motion and trapping of microswimmers},
author = {Mirko Residori and Sebastian Aland and Christina Kurzthaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21285},
year = {2026}
}