向列相壳层自推进的拓扑稳定化与动力学
软凝聚态物质
2019-10-30 v4 流体动力学
摘要
液体壳层（如双重乳液、囊泡等）在偏离力学平衡时易发生界面失稳与破裂。这对基于液体壳层的微型机器的设计提出了重大挑战，其目标是在具备运动能力的同时保持稳定性与动力学控制。在此，我们提出一种可控自推进液体壳层的解决方案，利用向列相油施加的软拓扑约束使其稳定。我们通过实验与模拟证明，各向异性弹性可抵消由壳层运动引起的黏性阻力所导致的失稳效应，并抑制破裂。我们分析了其推进动力学，并识别出一种由拓扑与化学自发对称性破缺共同驱动的奇特蜿蜒行为。基于对这类对称性破缺机制的理解，我们提供了通过拓扑、化学信号与水动力相互作用来控制壳层运动的途径。
引用
@article{arxiv.1810.07223,
title = {Topological Stabilization and Dynamics of Self-propelling Nematic Shells},
author = {Babak Vajdi Hokmabad and Kyle A. Baldwin and Carsten Krüger and Christian Bahr and Corinna C. Maass},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07223},
year = {2019}
}