泊肃叶流中惯性活性粒子：负迁移与粒子分离

小实体的扩散行为受到周围介质流动的强烈影响，这在自然和人工环境中普遍存在。本研究考察了惯性活性布朗粒子（ABP）在微流控通道受泊肃叶流影响的输运特性。粒子惯性与施加的流体流之间的相互作用导致了有趣的扩散行为。例如，在过阻尼 regime ($m \to 0$) 中，粒子表现出负平均速度 $\langle v \rangle$ 由于向上游移动。随着 $m$ 的增加，粒子趋向沿流动方向移动，$\langle v \rangle$ 在正方向上增加，在最佳 $m$ 处达到最大值，然后在更高的 $m$ 值下减弱。有效扩散系数 $D_{eff}$ 也在该最佳 $m$ 处呈现峰值。有趣的是，在更高的 $m$ 值下，$D_{eff}$ 随噪声强度的增加而减小。粒子自驱动速度进一步增强了向上游的移动。进一步，粒子的旋转率也对向上运动有积极贡献，并在更高的 $m$ 极限下通过多个数量级增强粒子的扩散。该研究表明，惯性不仅修改了游动者流体相互作用，还导致新的动力学制度，其中质量相关的轨迹可用于选择性控制。这种控制有望用于精确工程环境和实验芯片设备中的基于质量的粒子分离。