将催化活性孔转化为主动泵
软凝聚态物质
2024-02-23 v3 流体动力学
摘要
我们建立了活性孔中自扩散渗透输运的半解析模型，该模型包含平流输运以及消耗溶质的逆化学反应。在先前的工作（Phys. Rev. Lett. 129, 188003, 2022）中，我们已证明前后对称的孔中存在自发对称性破缺，使其能作为微泵工作。我们现在表明，该泵浦转变由三个时间尺度控制。两个时间尺度表征平流和扩散输运。第三个时间尺度对应于溶质分子在被消耗前在孔中停留的时间。引入孔的不对称性（通过形状或催化涂层）揭示了第二类由平流驱动的转变。在不对称孔中，当调节控制不对称性的参数时，流速表现出不连续跳跃和滞回环。本工作展示了形状和催化图案在活性孔动力学中的相互关联作用，并说明了如何设计具有最优性能的泵。
引用
@article{arxiv.2306.00664,
title = {Turning catalytically active pores into active pumps},
author = {G. C. Antunes and P. Malgaretti and J. Harting},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00664},
year = {2024}
}