各向异性对活性粒子膜形成的影响
软凝聚态物质
2022-09-14 v1
摘要
活性胶体属于一类非平衡系统，其中能量的摄取、转换和耗散发生在单个胶体粒子的尺度上，这可导致粒子的自推进运动及令人惊讶的集体行为。例子包括仅具有排斥相互作用的活性粒子的气液类似稳态共存，即所谓 motility induced phase transition（运动诱导相变）现象。与运动的单细胞生物类似，活性胶体倾向于在受限表面聚集形成致密的吸附膜。在本工作中，我们研究了受限固体表面附近自推进粒子聚集体结构与动力学，重点关注粒子各向异性相互作用的影响。我们对两类互补的活性粒子模型进行了 Langevin 动力学模拟：通过 Gay-Berne 势相互作用的椭球粒子，以及由若干排斥性 Lennard-Jones 珠子组成的棒状粒子。我们观察到沿受限表面形成的团簇结构随粒子长径比呈非单调行为：当粒子近球形时膜铺展，较细长的活性粒子形成具有刺猬状粒子取向的紧凑团簇，而中等长径比时呈现复杂动力学行为。沿受限表面团簇形成的稳定时间也显示对长径比的非单调依赖，在中间值处出现局部极小。此外，我们证明由 Gay-Berne 椭球形成的刺猬状聚集体比纯排斥活性棒形成的聚集体具有更高的结构稳定性，后者仅因粒子活性而稳定。
引用
@article{arxiv.2206.15270,
title = {Effect of anisotropy on the formation of active particle films},
author = {T. C. Rebocho and M. Tasinkevych and C. S. Dias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.15270},
year = {2022}
}