受限温敏微凝胶的射流驱动粘性运动
软凝聚态物质
2022-03-23 v1 流体动力学
摘要
我们研究了在两个平面表面之间的受限空间内，不对称涂层的微米级温敏水凝胶带（微凝胶）在周期性加热和冷却下的动力学。由于温度变化，细长微凝胶的体积和形状发生改变，导致反复的弯曲和弹性松弛循环，并产生净位移。为仿生运动设计的小型装置需要利用时间上不对称（非往复）的流动，以摆脱扇贝定理的限制并实现净运动。与其他生物细长游动体不同，凝胶中心线的非往复弯曲在此不足以解释整体的游动运动。我们证明，凝胶的游动源于其自身因收缩（或膨胀）而周期性喷出（或吸入）的水流。相关的流动诱导粘性应力，从而对凝胶产生净推进力。我们为这种射流驱动推进假说推导了一个理论模型，该模型与我们的实验结果非常吻合。
引用
@article{arxiv.2202.05157,
title = {Jet-driven viscous locomotion of confined thermoresponsive microgels},
author = {Ivan Tanasijević and Oliver Jung and Lyndon Koens and Ahmed Mourran and Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.05157},
year = {2022}
}