准二维细菌绕柱游动:增强的捕获效率与曲率依赖性
软凝聚态物质
2023-01-18 v2 统计力学
生物物理
流体动力学
摘要
微游动者在准二维中的行为比在三维中更为多样。由于处理两个平行固体边界的分析困难,此类行为仍不明了。准二维系统中额外障碍物的存在进一步使分析复杂化。结合实验与水动力模拟,我们研究了空间维度如何影响微游动者与障碍物之间的相互作用。我们通过蚀刻玻璃盖片制备了准二维微观柱体,并观察了细菌在柱体间的游动。细菌在圆形柱体周围被捕获,且随着准二维性的增强或柱体曲率的减小,捕获效率提高。对受限 squirmer 最简单情形的数值模拟显示了水动力吸引的异常增强,确立了这种增强的相互作用是准二维微流体力学的一个普适性质。我们还通过椭圆柱体的实验证明障碍物的局部曲率控制着捕获效率。
引用
@article{arxiv.2203.16017,
title = {Quasi-two-dimensional bacterial swimming around pillars: enhanced trapping efficiency and curvature dependence},
author = {Yuki Takaha and Daiki Nishiguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16017},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 13 figures