预测非对称胶体中的张量电泳效应

我们构建了一种数值方法，用于预测刚性、非对称带电体对外加电场的张量线性响应。该预测需要计算流体对运动物体及其表面附近反电荷所受斯托克斯阻力的响应。为确定流体的运动，我们使用许多称为斯托克斯小子的点阻力源来表示物体和反电荷。找到正确的流场相当于找到与每个斯托克斯小子所经历的相对速度一致的作用在斯托克斯小子上的阻力集合。该方法严格满足物体运动时无动量传递给流体的条件。我们证明，一个由表面 1999 个良好分离的斯托克斯小子表示的球体，能以百分之一的精度产生与实心球体相同的流动和阻力。我们展示了一个具有 3998 个物体和反电荷斯托克斯小子的均匀带电球体，当反电荷靠近球体时，其电泳迁移率遵循 Smoluchowski 预测。具有偶极和四极电荷分布的球体以百分之四或更高的精度按解析预测旋转和平移。我们描述了该方法如何处理一般的非对称形状和电荷分布。该方法有望成为一种表征和操控来自生物学（如病毒）和技术（如自组装团簇）的非对称带电胶体尺度物体的手段。