电动Janus微马达在地形平坦化学图案上的运动

离子与分子选择性被认为是纳米尺度所独有、而无法在微流控中实现的现象。这源于尺度匹配问题——难以将离子与静电势屏蔽长度的尺寸与微米级约束相匹配。在此，我们展示了一种微尺度实现的离子输运过程，其密切类似于离子通道或纳流控结中特有的过程，包括选择性、通过复杂几何的引导以及流聚焦。作为一个模型系统，我们探究了电动球形Janus微马达在具有复杂空间电荷分布且无任何地形壁面的带电表面上的运动。我们讨论了长程静电相互作用在系统行为中的特殊性，包括带正电粒子从带负电界面的穿越与反射。这些结果对于理解受限下生化物质的电动输运至关重要，有潜力提升基于芯片实验室检测的精度，并拓宽纳米/微机械的使用场景与控制策略。