由微型滚轮形成的不稳定阵面与稳定的“小生物”
软凝聚态物质
2017-04-26 v2 流体动力学
摘要
物体凝聚成稳定簇在平衡系统和驱动系统中自然发生。人们普遍认为，势相互作用、耗尽力或感知是唯一能够产生长寿命紧凑结构的机制。在此，我们表明，仅凭流体动力学相互作用即可自发形成持久的运动结构，而无需感知或势相互作用。我们通过实验和大规模 3D 模拟，研究了悬浮并平移于底板上方的胶体滚轮系统中的这种结构形成。在该系统中，簇源于一种此前未报道的指状不稳定性，其中指状物从不稳定阵面脱落形成自主的“小生物”，其尺寸由粒子高于底板的高度决定。这些“小生物”是系统的一种稳定状态，运动速度远快于单个粒子，并能对变化的驱动做出快速响应。在旋转磁场设定的速度和方向下，这些主动结构为微尺度的引导输运、流动产生和混合提供了有趣的可能性。
引用
@article{arxiv.1609.08673,
title = {Unstable fronts and stable "critters" formed by microrollers},
author = {Michelle Driscoll and Blaise Delmotte and Mena Youssef and Stefano Sacanna and Aleksandar Donev and Paul Chaikin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08673},
year = {2017}
}