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凝聚态物理 > 软凝聚态物理

arXiv:1210.2560 (cond-mat)
[提交于 2012年10月9日 ]

标题: 游泳活性液滴:理论分析

标题: Swimming active droplet: A theoretical analysis

Authors:Maximilian Schmitt, Holger Stark
摘要: 最近,构建了一个活跃的微游泳器,其中将一微米大小的溴水液滴放置在含有表面活性剂的油相中。 由于表面活性剂在界面处的溴化反应,表面张力局部增加并变得不均匀。 这驱动了一种马兰戈尼流,使蠕动液滴向前移动。 我们使用混合自由能为液滴界面处的表面活性剂混合物的序参数开发了一个扩散-对流-反应方程。 数值解显示,在临界马兰戈尼数 M 以上存在稳定的游泳状态,但当 M 进一步增加时,也会出现停止和振荡状态。 游泳液滴被识别为推动者,而在振荡状态下,它在拉力器和推动者之间振荡。
摘要: Recently, an active microswimmer was constructed where a micron-sized droplet of bromine water was placed into a surfactant-laden oil phase. Due to a bromination reaction of the surfactant at the interface, the surface tension locally increases and becomes non-uniform. This drives a Marangoni flow which propels the squirming droplet forward. We develop a diffusion-advection-reaction equation for the order parameter of the surfactant mixture at the droplet interface using a mixing free energy. Numerical solutions reveal a stable swimming regime above a critical Marangoni number M but also stopping and oscillating states when M is increased further. The swimming droplet is identified as a pusher whereas in the oscillating state it oscillates between being a puller and a pusher.
评论: 6页,5图
主题: 软凝聚态物理 (cond-mat.soft) ; 流体动力学 (physics.flu-dyn)
引用方式: arXiv:1210.2560 [cond-mat.soft]
  (或者 arXiv:1210.2560v1 [cond-mat.soft] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1210.2560
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: EPL (Europhysics Letters) 96 (2), 28001, 2011
相关 DOI: https://doi.org/10.1209/0295-5075/101/44008
链接到相关资源的 DOI

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来自: Maximilian Schmitt [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2012 年 10 月 9 日 11:00:15 UTC (106 KB)
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