受热Janus粒子的取向动力学

利用大规模分子动力学模拟，我们研究了一个表现自推进的受热Janus粒子的取向动力学。胶体与溶剂微观相互作用的不对称性通过为球的两半选择不同的润湿参数来实现。由于两半球固-液边界界面阻力不同，在球的两极间产生温度梯度。正是这一自创的温度梯度导致了沿对称轴方向的自推进。在本文中，我们考察该系统的取向动力学，以及随后在晚期的平动扩散率增强。由模拟测得对称轴的取向关联，并可直接获得转动扩散常数。加热导致胶体转动扩散率增加。我们针对Janus球两极间温差以及相对于环境流体的平均表面温差，量化了转动扩散的这一增加。我们表明后一种量化更优，并使不同微观相互作用选择下的数据实现坍缩。还测量了不同润湿参数选择下的平均推进速度。自推进的方向性随微观相互作用而改变。我们表明，只要胶体与溶剂的吸引相互作用被关闭，泳动迁移率就变号。此外，当加热低于某一阈值时推进速度为零。最后，我们结合测得的推进速度与转动扩散时间，估算了粒子长时间扩散系数的增强。