一维约束下马兰戈尼泳动体推动粒子筏

活性物质系统因其自发的自推进能力，在医疗保健和环境可持续性等未来应用中具有潜力。马兰戈尼泳动体是一种合成活性物质，是理解其基础物理的常见模型系统。现有关于活性物质与被动粒子相互作用的研究大多集中于被动粒子行为的改变。相比之下，本文通过实验分析了在环形通道内，樟脑浸渍琼脂糖盘（活性）与漂浮空心玻璃微球（被动）的相互作用对其自推进的影响。观察到两种不同的状态：在低堆积分数（$\phi_{\textrm{ini}} \lesssim 0.45$）下，泳动体作单向运动的稳态；以及在高堆积分数（$\phi_{\textrm{ini}} \gtrsim 0.45$）下，泳动体作往复运动的振荡状态。在前一种状态下，泳动体几乎推动整个粒子筏一起运动，如同拖曳货物，由于粒子筏带来的额外阻力，泳动体速度随堆积分数的增加而降低。最后，我们提出了一个简化的力平衡模型，该模型较好地捕捉了泳动体速度的实验趋势。