近场水动力相互作用对近固体表面细菌动力学的影响
软凝聚态物质
2026-02-25 v2
摘要
细菌与无滑移固体表面之间的近场水动力相互作用是细菌附着在表面的主要机制。 本研究采用手性两体模型来模拟细菌在表面附近的动力学。 模拟结果表明，随着细菌接近表面，其平移速度和扩散系数会减小。 在近场水动力相互作用和 DLVO 力的共同作用下，细菌在相平面上到达稳定的固定点，并在该点遵循圆形轨迹。 特别是，具有左手螺旋动力物流的细菌在表面上 exhibit 逆时针圆形运动。在此过程中，随着稳定高度的增加，近场水动力相互作用减弱。 因此，细菌平行于表面的平移速度增加，而关于表面的垂直旋转速度减小，整体上增加了曲率半径。 最终，我们的发现表明，近场水动力相互作用显著延长了细菌的表面驻留时间。 此外，较小的稳定高度进一步放大了这一效应，导致更长的驻留时间和更强的表面附着。
引用
@article{arxiv.2508.17626,
title = {Effects of Near-Field Hydrodynamic Interactions on Bacterial Dynamics Near a Solid Surface},
author = {Baopi Liu and Lu Chen and Haiqin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.17626},
year = {2026}
}