众所周知,障碍物可以在轨道上以流体动力学方式捕获细菌和合成的微型物体,捕获时间严重依赖于运动对象的流体场,且需要噪音才能逃脱陷阱。鉴于此,来自美国西北大学的Michelle Driscoll等人通过使用实验和模拟研究了障碍物对微滚轮的捕获。
文章要点:
1) 该研究发现,微型滚轮是靠近底表面的旋转粒子,其具有由外部旋转磁场施加的规定推进方向,驱动它们运动的流场与先前研究的游泳运动员截然不同;
2) 此外,研究发现,可以通过改变障碍物大小或胶体障碍物排斥势来控制捕获时间,并详细地探讨了陷阱的机制,并发现了两个显著的特征:微滚轮被限制在障碍物的尾流中、且只能以布朗运动进入陷阱。虽然在动力系统中通常需要噪声来逃脱陷阱,但在这项研究中,他们证实噪声是到达流体动力学吸引子的唯一方法。
参考资料:
M. Driscoll, et al. A simple catch: Fluctuations enable hydrodynamic trapping of microrollers by obstacles. Sci. Adv. (2023).
DOI: 10.1126/sciadv.ade0320
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade0320