轨道、螺旋和被困态：径向浓度梯度中phoretic Janus粒子的动力学
软凝聚态物质
2025-05-28 v2
摘要
胶体活性物质的一个长期目标是理解燃料浓度梯度如何影响phoretic Janus粒子的运动。本文提出了一个理论描述，描述球形phoretic Janus粒子在驱动自推进的化学溶质径向梯度存在下的运动。径向梯度是活性物质系统中许多场景相关的几何结构，自然由燃料的点源或点汇产生。我们推导了Janus粒子速度的解析解，并量化了径向浓度梯度对粒子轨迹的影响。与线性燃料浓度梯度中的phoretic Janus粒子相比，我们发现了更丰富的动力学行为集合，包括圆形轨道和被困静止态。我们确定了Janus粒子两个域之间的phoretic迁移率之比是调节其动力学的关键量。我们的结果为开发调节phoretic Janus粒子动力学和微尺度流体混合的新方案提供了途径。此外，这项工作提出了一种量化phoretic Janus粒子表面性质的方法，这些性质在实验上难以探测。
引用
@article{arxiv.2404.10154,
title = {Orbits, spirals, and trapped states: Dynamics of a phoretic Janus particle in a radial concentration gradient},
author = {Parvin Bayati and Stewart A. Mallory},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.10154},
year = {2025}
}