质量各向异性自驱动胶体的螺旋路径、重力趋向与分离现象：实验与理论
软凝聚态物质
2017-09-12 v2
摘要
活性胶体粒子的自驱动机制通常不仅产生平移运动，还产生旋转运动。对于具有各向异性质量密度且在重力作用下的粒子，其运动通常受向下定向的力和对齐力矩的影响。在此，我们通过实验和理论研究了自驱动底部沉重 Janus 粒子在三维空间中的轨迹。对于足够大的质量各向异性，粒子通常沿着螺旋轨迹运动，其轴平行于或反平行于重力方向（即，它们表现出重力趋向）。相反，如果质量各向异性小且旋转扩散占主导，则轨迹的重力对齐是不可能的。此外，轨迹取决于粒子的角自驱动速度。如果主动运动的该分量强并旋转粒子的平移自驱动方向，它们的轨迹具有许多环，而如果角自驱动弱，则出现细长的游动路径。我们表明，观察到的重力对齐机制和轨迹形状对角自驱动的依赖性可分别用于根据质量各向异性和角自驱动分离活性胶体粒子。
引用
@article{arxiv.1701.06824,
title = {Helical paths, gravitaxis, and separation phenomena for mass-anisotropic self-propelling colloids: experiment versus theory},
author = {Andrew I. Campbell and Raphael Wittkowski and Borge ten Hagen and Hartmut Löwen and Stephen J. Ebbens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.06824},
year = {2017}
}
备注
12 pages, 6 figures, 2 tables