柔性自泳细丝的不稳定性与自驱动

在过去十年中，自泳胶体已成为研究微观尺度自驱动运动的典型系统，在微流体学、微机械和治疗学中具有广阔的应用前景。它们在粘性流体中的运动取决于其引发表面滑移流的能力，该滑移流由自生成的溶质梯度产生空间不对称性。在此，我们从理论上证明，具有均匀表面化学性质的直弹性细丝——在其他情况下是不动的——可以通过经历作为对称性破缺机制的屈曲不稳定性自发实现自驱动。利用高效的数值模拟，我们表征了弹性细丝的非线性动力学，并表明随着时间的推移，它会获得不同的游动模式：当半柔性时，呈现稳定平移的“U”形和亚稳态旋转的“S”形；当高柔性时，呈现振荡状态。我们的发现为未来的实验和可重构合成活性胶体的设计提供了物理见解。