弱受限自泳粒子的泳动与流体动力学相互作用

泳动粒子利用表面自生成的物理化学梯度实现自主推进。在悬浮液中，它们通过使周围流体运动而产生流体动力学相互作用，并通过改变邻近粒子所见的化学背景而产生化学相互作用。尽管大多数泳动系统因浮力效应而在受限环境中演化，多数模型却聚焦于其在无界流中的相互作用。在此，我们提出泳动粒子在 Hele-Shaw 受限中相互作用的首个模型，并表明在此极限下，流体动力学与泳动相互作用不仅具有相同的标度，而且形式相同，尽管方向相反。本质上，我们表明泳动相互作用有效地逆转了纯流体动力学相互作用下游泳者所具相互作用的符号。然而，流体动力学相互作用不可忽略，因其显著影响相互作用的幅度。该模型随后被用于分析悬浮液的行为。悬浮液表现出由粒子间取向相互作用决定的漩涡与聚集集体模式，类似于流体动力学游泳者，但此处由泳动粒子的表面性质支配；相互作用符号的逆转倾向于减缓粒子的游动运动。