表面处拍动鞭毛的黏度趋向性

许多生物微游泳者和人工微游泳者通过改变游泳方向来响应环境梯度的外部线索。我们在此研究真核鞭毛微游泳者在线性黏度梯度中的行为。我们采用由具有自发自发曲率行波的半柔性细丝组成的鞭毛模型，研究二维空间中主动拍动鞭毛的黏度趋向性。鞭毛由于流体动力学摩擦各向异性而产生的推进由阻力理论描述。通过数值模拟和解析理论，我们表明拍动鞭毛表现出正黏度趋向性，即重新定向朝向更高黏度区域。我们通过表征旋转速度对拍动幅度、游泳速度和波长的依赖关系来量化这一行为。我们还检查了非对称鞭毛波形的影响，这意味着在没有黏度梯度的情况下存在圆形轨迹；在此，大的非对称性导致垂直于梯度方向的类次摆线轨迹，表现为漂移圆。鞭毛的可变形性强烈降低了拍动幅度和黏度趋向响应。结果表明，黏度趋向响应可以由精子数的普适函数来描述。