可调疏水性对流动下Janus粒子集体流体动力学的影响
软凝聚态物质
2022-08-09 v1 流体动力学
摘要
具有非平衡自组织的活性胶体系统是生物学中一个长期存在且极具挑战性的领域。为了理解流体动力流如何用于主动控制Janus粒子(JPs)的自组装，我们采用了最近为悬浮在黏性背景流中的两亲性JPs多体流体动力学开发的模型(JFM, 941, 2022)。我们研究了通过调节JP-溶剂界面的疏水分布如何产生各种形态。我们发现JPs组装成单层、多层和条纹结构。为引入动力学，我们加入线性剪切流和稳态Taylor-Green混合流，并从以下方面测量JP粒子的集体动力学：(a) 由JPs间疏水相互作用产生的自由能，(b) 以JP指向矢对齐度表示的JP有序序参量，以及(c) 刻画组装变形的应变参数。我们表征了JP结构的有效材料属性，发现单层结构在剪切流下取向序增加，多层结构表现为剪切变稀流体，条纹结构具有屈服应力。这些数值结果为具有类似自组织的非平衡活性生物系统的动态控制提供了见解。
引用
@article{arxiv.2208.03549,
title = {Effects of Tunable Hydrophobicity on the Collective Hydrodynamics of Janus Particles under Flows},
author = {Szu-Pei Fu and Rolf Ryham and Bryan Quaife and Y. -N. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.03549},
year = {2022}
}