通过表面电荷不对称性增强活性胶体的泳动自推进
软凝聚态物质
2023-05-03 v1 生物物理
流体动力学
摘要
带电胶体粒子通过表面上化学生成的离子的不对称通量实现自我推进。我们表明，表面电荷分布的不对称性为产生离子物种的化学活性粒子引入了一种新的自泳动运动模式。当粒子尺寸小于或与德拜长度相当时，即使离子通量在粒子表面均匀分布，也可通过表面电荷不对称性实现定向自推进。同时具有表面电荷与离子通量不对称性的Janus纳米粒子可使得推进速度增强至m/s量级或更高。我们的工作提供了一个理论框架，用于定量确定经历离子自扩散泳的不对称带电纳米粒子的速度，并提出了一种指定表面性质以优化和调控离子介质中自推进的途径。
引用
@article{arxiv.2305.01102,
title = {Enhanced phoretic self-propulsion of active colloids through surface charge asymmetry},
author = {Ahis Shrestha and Monica Olvera de la Cruz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.01102},
year = {2023}
}