各向同性粒子的自发自泳运动

与溶质发生化学相互作用的悬浮胶体粒子，当它们被不对称图案化时（Janus胶体），能够通过自泳运动自推进。这里我们证明化学各向异性并非实现运动的必要条件。表面渗透流与溶质平流之间的非线性相互作用可以产生各向同性粒子的自发且自持的运动。我们求解了球形粒子在任意Péclet数下的经典非线性自泳理论框架。对于给定的一组材料参数，存在一个临界粒子尺寸，或等价地一个临界Péclet数，超过该值则发生自发自泳运动。粒子诱导的流动进一步显示出与量子化临界Péclet数相关的不稳定性层级。通过使用完整（非定常）扩散泳动问题的数值解，我们证实了我们的解析预测，并表明在不稳定性阈值之上，各向同性粒子达到稳定的游动状态，浓度场具有破缺的前后对称性，并具有“推进者”游动者的流体动力学特征。这种推进不稳定性可能对高产量制备自推进粒子具有意义。