活性微泳者在洁净液滴与表面活性剂覆盖液滴中的解析描述探索
流体动力学
2021-03-22 v2 软凝聚态物质
摘要
几何限制在生物世界中频繁出现，并强烈影响黏性流体中活性悬浮液的稳定性、拓扑结构与输运性质。基于远场解析模型，本文对自推进微泳者在洁净黏性液滴或均匀分布表面活性剂覆盖液滴内部的低雷诺数游动进行了理论研究。表面活性剂引起的界面黏性应力由成熟的 Boussinesq-Scriven 本构流变模型描述。此外，活性主体由力偶极子表示，并研究了由此产生的泳者与限制液滴之间流体介导的流体动力学耦合。我们发现，表面活性剂的存在通过增强微泳者的重定向，显著改变了被包裹泳者的动力学。本文引入了液滴内 Stokeslet 和偶极子流动奇点的速度镜像精确解，并以谐波分量的无穷级数表示。我们的结果为受限活性物质系统的控制指导原则提供了有用见解，并支持了利用合成微泳者驱动液滴以用于靶向药物递送应用的目标。
引用
@article{arxiv.2005.14661,
title = {Towards an analytical description of active microswimmers in clean and in surfactant-covered drops},
author = {Alexander R. Sprenger and Vaseem A. Shaik and Arezoo M. Ardekani and Maciej Lisicki and Arnold J. T. M. Mathijssen and Francisca Guzmán-Lastra and Hartmut Löwen and Andreas M. Menzel and Abdallah Daddi-Moussa-Ider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.14661},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 7 figures. Regular article contributed to the Topical Issue of the European Physical Journal E entitled "Physics of Motile Active Matter" edited by Gerhard Gompper, Clemens Bechinger, Holger Stark, and Roland G. Winkler