弱黏弹性流动中活性悬浮液的方向动力学与流变学

牛顿流体中的微游动体悬浮液表现出异常的宏观性质，例如超流体行为，可在微观尺度上加以利用来做功。由于大多数生物流体为非牛顿流体，此处我们研究弱黏弹性剪切流中微游动体悬浮液的流变学。在个体层面，我们发现由活性产生的黏弹性应力显著改变了牛顿流体中熟知的 Jeffery 轨道。方向动力学依赖于游动体类型；尤其是推进型（pusher）可抵抗流动诱导的旋转并与流动成一定角度对齐。为分析其对宏观流变学的影响，我们研究了存在随机翻滚与旋转扩散的稀薄微游动体悬浮液。引人注目的是，游动体活性及其在聚合物流体中的弹性响应改变了取向分布，并大幅放大了游动体诱导的黏度。这表明，与具有相同黏度的牛顿流体相比，推进型悬浮液在更低的体积分数下即可达到超流体 regime。