一维受限条件下化学活性液滴的运动与成对相互作用

自驱动液滴通过模拟生物微型游泳者的运动，成为深入理解其运动机制的理想模型系统。生物微生物在面对物理约束时展现出多种动态游泳行为而闻名。本研究旨在阐明物理约束对生物微生物游泳特性的影响。为此，我们观察了在充满表面活性剂三甲基溴化铵（TTAB）水溶液的方毛细管通道中，胶束增溶自驱动 4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）油液滴的个体与成对行为。为了探究游泳液滴底层 P\'eclet 数（$Pe$）的影响，研究还在高分子量聚合物聚环氧乙烷（PEO）和分子溶质甘油等添加剂存在的情况下进行。毛细管受限将液滴限制为以一维（1D）运动为主，尽管在三种场景下其运动存在显著差异。通过对液滴周围化学与流体动力学流场的表征，我们表明受限导致的液滴化学场改变因这些情形中 P\'eclet 数（$Pe$）的底层差异而显著不同。这种化学场分布的改变显著影响了单个液滴的运动。此外，液滴间这些独特的化学场相互作用也导致了其成对运动的差异，行为涵盖从追逐到散射。