活性胶体在粘弹性介质中的类跑-翻运动

跑-翻（RNT）运动是许多活体微生物采用的一种显著运动策略。其特征是直线游动区间（跑动）被突然的重新定向事件（翻滚）打断。相比之下，合成微游动器（活性粒子，APs）的方向改变是由旋转扩散引起的，旋转扩散与其平移运动相叠加，从而导致相当连续且缓慢的粒子重新定向。本文中我们证明，活性粒子也能表现出一种平移与取向变化解耦的游动运动，类似于 RNT。在我们的体系中，这种运动由粘弹性溶剂和自推进速度的周期性调制实现。实验上，这通过使用光激活 Janus 胶体并施加随时间变化的激光场来实现。我们观察到，当调制时间与粘弹性流体的弛豫时间相当时，有效平移和旋转运动均显著增强。我们的发现可由弹性应力的弛豫解释：该应力在自推进过程中积累，并在活性关闭时突然释放。除更好地理解粘弹性环境中的活性运动外，我们的结果还可为复杂环境中合成微游动器的新型操控策略提供启示。