自扩散泳Janus粒子的平动与转动
软凝聚态物质
2019-10-30 v1
摘要
我们利用 Onsager-Casimir 倒易关系从理论上研究自扩散泳 Janus 粒子（JPs）的主动运动。单个 JP 的平动速度与角速度分别源于电化学力与由 JP 上的力和力矩所诱导的流体流场的耦合。针对在其表面催化溶质化学反应的半包覆 JPs，通过将反应溶质的连续性方程化简为相应电化学场的 Poisson 方程，给出了模型计算。我们发现，仅各向异性的化学活性就足以引起 JP 的主动平动，而主动转动仅当 JP 非轴对称时才发生。在与溶质无特定相互作用的情况下，JP 的主动平动速度被证明与反应溶质的摩擦系数（或流体动力学半径）按化学计量加权之和有关。我们的倒易处理进一步表明，要观察到 JP 之间依赖于 JP 表面界面溶质过剩的远场扩散泳相互作用，需要与溶质存在特定相互作用。最值得注意的是，我们的方法适用于边界层近似之外，并同时考虑了主动运动的扩散泳与电泳性质。
引用
@article{arxiv.1909.10864,
title = {Linear and angular motion of self-diffusiophoretic Janus particles},
author = {Jérôme Burelbach and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.10864},
year = {2019}
}