受限剪切流中自泳悬浮液的自组织

Janus泳动粒子利用其环境中储存的化学能实现自推进。这些活性粒子会改变并响应其流体动力学和化学环境，从而对外部流动和其他粒子具有敏感性。此外，对生物或合成活性悬浮液的实验观察和分析表明，水化学粒子间相互作用会导致非平凡的集体行为（例如泳动粒子的团簇形成或细菌群集），并且悬浮液对剪切流的响应也是非平凡的。事实上，由于微观尺度上的能量转换，它可能导致粘度的显著降低。在本工作中，我们使用连续动力学模型的模拟，分析了趋化泳动粒子（这些粒子会重新定向并漂向邻居释放的化学溶质）的稀悬浮液在剪切和受限条件下的动力学和响应。我们表明，由受限效应驱动的一维瞬态稳态分布是一个普遍特征，并分析了其在不同受限强度和剪切率下的稳定性。第二步，我们更具体地考虑并讨论了粒子对流的反馈效应以及由此产生的悬浮液有效粘度。