活性液滴沿壁面的不稳定性与自推进

活性液滴可以在粘性流中自发游动，这是由于其表面产生的化学溶质的非线性对流输运所致，该输运由马兰戈尼流和/或泳动流驱动，而这些流又源于溶质的不均匀分布，前提是对流与扩散溶质输运之比（即佩克莱数 $\mbox{Pe}$）足够大。由于净浮力的作用，活性液滴通常在与刚性边界相距一个小的有限距离 $d$ 处演化。然而，现有模型系统性地关注无界流，忽略了壁面接近对其推进机制内在非线性本质的影响。相比之下，我们在此通过分析活性液滴对非轴对称扰动的稳定性以及由此产生的沿壁面自推进（对壁面距离 $d$ 不作限制性假设），获得了关于活性液滴在壁面附近推进的关键见解。根据 $d$ 和 $\mbox{Pe}$ 的不同，识别出偶极或四极轴对称（悬浮）基态。或许与直觉相反，观察到液滴-壁面间距 $d$ 的减小会使这些模式失稳并促进自推进，这是由于约束导致驱动运动的化学梯度局域化。此外，由于基流对化学扰动的重新分布，四极态比其偶极对应态更不稳定，有利于在液滴表面产生更强的滑移驱动力。