微游动体在瓶颈收缩处的极端拥堵
软凝聚态物质
2020-01-07 v2 生物物理
流体动力学
摘要
当受到刺激（例如光）吸引时，微游动体可在收缩处极其密集地聚集，从而造成堵塞。此处以微藻 \textit{Chlamydomonas Reinhardtii}（莱茵衣藻）作为模型系统来研究这一现象。其负趋光性使藻类游离光源并穿过微加工瓶颈形收缩处。观察到连续的堵塞事件与藻类的突发式通过相交替。发现幂律下降能很好地描述堵塞时间间隔的分布。此外，发现撤离时间随游动速度增大而增加。这些结果可能与人群动力学的现象学相关，特别是专门文献中所谓的“越快越慢”（Faster is Slower）效应。这也提出了在密集堆积的运动细胞之间是否存在切向固体摩擦的问题，其可能伴随拱形结构的形成。利用人群动力学框架，我们分析了微游动体的行为，并特别探讨了水动力学的作用。
引用
@article{arxiv.1911.10681,
title = {Extreme congestion of microswimmers at a bottleneck constriction},
author = {Marvin Brun-Cosme-Bruny and Vincent Borne and Sylvain Faure and Bertrand Maury and Philippe Peyla and Salima Rafai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.10681},
year = {2020}
}