POVEDENIE TIPA KRUGOVYKh MIKROPOPLAVKOV AKTIVNYKh NEMATIKOV V OGRANIChENNYKh DVUMERNYKh OBLASTYaKh RAZLIChNOY FORMY

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

С помощью ранее предложенной молекулярной модели активных нематиков, согласно которой, в дополнение к изотропному Леннарда-Джонса и анизотропному Майера – Заупе межчастичным взаимодействиям, активные продолговатые частицы подвержены самодвижущим силам и моментам, нами проведено моделирование методами молекулярной динамики поведения ансамблей этих частиц внутри двумерных ограниченных областей различной формы (круг, кольцо, квадрат) при нормальном и тангенциальном сцеплении частиц на их границах. Показано, что при достаточно небольших плотностях числа частиц в таких ансамблях образуются кластеры, демонстрирующие поведение типа круговых поплавков, у которых направление вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки определяется хиральностью отдельных активных частиц. Также установлено, что векторы средней ориентации частиц таких кластеров и скорости движения их центров масс вращаются синхронно в одном направлении.

Sobre autores

L. Mirantsev

Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Email: mlv@ipme.ru
Санкт-Петербург, Россия

Bibliografia

  1. S. Ramaswamy, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 1, 323 (2010).
  2. C. Bechinger, R. Di Leonardo, H. L¨owen, C. Rechhardt, G. Volpe, and G. Volpe, Rev. Mod. Phys. 88, 045006 (2016).
  3. A. Doostmohammadi, J. N. Ignes-Mullol, J. M. Yeomans, and F. Sagues, Nat. Commun. 9, 3246 (2018).
  4. M. M. Norton, A. Baskaran, A. Opathalage, B. Langeslay, S. Fraden, A. Baskaran, and M. F. Hagan, Phys. Rev. E 97, 012702 (2018).
  5. S. P. Thampi, A. Doostmohammadi, T. N. Shendruk, R. Golestanian, and J. M. Yeomans, Sci. Adv. 2, e1501854 (2016).
  6. H. Berg, E. Coli in Motion, Springer Verlag, New York (2004).
  7. M. Mijalkov and G. Volpe, Soft Matter 9, 6376 (2013).
  8. R. F. Ismagilov, A. Schwartz, N. Bowden and G. M. Whitesides, Angew. Chem. 114, 674 (2002).
  9. W. F. Paxton, A. Sen, and T. E. Mallouk, Chem. Eur. J. 11, 6462 (2005).
  10. J. Vicario, R. Eelkema, W. R. Browne, A. Meetsma, R. M. La Crois, and B. L. Feringa, Chem. Commun. 34, 3936 (2005).
  11. R. Golestanian, T. B. Liverpool, and A. Ajdari, Phys. Rev. Lett. 94, 220801 (2005).
  12. J. R. Howse, R. A. L. Jones, A. J. Ryan, T. Gough, R. Vafabakhsh, and R. Golestanian, Phys. Rev. Lett. 99, 048102 (2007).
  13. D. Pantarotto, W. R. Browne, and B. L. Feringa, Chem. Commun. 10, 1533 (2008).
  14. P. Tierno, R. Golestanian, I. Pagonabarraga, and F. Sagues, J. Phys. Chem. B. 112, 16525 (2008).
  15. A.Ghosh and P. Fischer, Nano Lett. 9, 2243 (2009).
  16. A. Snezhko, M. Belkin, I. S. Aranson, and W.-K. Kwok, Phys. Rev. Lett. 102, 118103 (2009).
  17. S. J. Ebbens and J. R. Howse, Soft Matter 6, 726 (2010).
  18. G. Volpe, I. Buttinoni, D. Vogt, H.-J. Kummerer, and C. Bechinger, Soft Matter 7, 8810 (2011).
  19. I. Buttinoni, G. Volpe, F. K¨ummel, G. Volpe, and C. Bechinger, J. Phys.: Condens. Matter 24, 284129 (2012).
  20. D. B. Weibel, P. Garstecki, D. Ryan, W. R. DiLuzio, M. Mayer, J. E. Seto, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 11963 (2005).
  21. R. M. Ford and R. W. Harvey, Adv. Water Resour. 30, 1608 (2007).
  22. C. D. Chin, V. Linder, and S. K. Sia, Lab Chip. 7, 41 (2007).
  23. W. Yang, V. R. Misko, K. Nelissen, M. Kong, and F. M. Peeters, Soft Matter 8, 5175 (2012).
  24. S. van Teeffelen and H. L¨owen, Phys. Rev. E 78, 020101 (2008).
  25. W. R. Di Luzio, L. Turner,M.Mayer, P. Garstecki, D. B.Weibel, H. C. Berg, and G.M. Whitesides, Nature 435, 1271 (2005).
  26. E. Lauga, W. R. DiLuzio, G. M. Whitesides, and H. A. Stone, Biophys. J. 90, 400 (2006).
  27. B. M. Friedrich and F. Julicher, Phys. Rev. Lett. 103, 068102 (2009).
  28. L. Lemelle, J.-F. Palierne, E. Chatre, and C. Place, J. Bacteriol. 192, 6307 (2010).
  29. R. Di Leonardo, D. Dell’Arciprete, L. Angelani, and V. Iebba, Phys. Rev. Lett. 106, 038101 (2011).
  30. T.-W. Su, L. Xue, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 16018 (2012).
  31. P. Denissenko, V. Kantsler, D. J. Smith, and J. Kirkman-Brown, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 8007 (2012).
  32. F. K¨ummel, B. ten Hagen, R. Wittkowski, I. Buttinoni, R. Eichhorn, G. Volpe, H. L¨owen, and C. Bechinger, Phys. Rev. Lett. 110, 198302 (2013).
  33. A. Doostmohammadi, M. F. Adamer, S. P. Thampi, and J. M. Yeomans, Nat. Commun. 7, 10557 (2016).
  34. D. Marenduzzo, E. Orlandini, M. E. Gates, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. Lett. 98, 118102 (2007).
  35. D. Marenduzzo, E. Orlandini, M. E. Gates, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. E 76, 031921 (2007).
  36. I. Giomi, M. J. Bowick, X.Ma, and M. C.Marchetti, Phys. Rev. Lett. 110, 228101 (2013).
  37. S. P. Thampi, R. Golestanian, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. Lett. 111, 118101 (2013).
  38. J. Prost, F. Julicher, and J. F. Joanny, Nat. Phys. 11, 111 (2015).
  39. E. J. Hemingway, P. Mishra, M. C. Marchetti, and S. M. Fielding, Soft Matter 12, 7943 (2016).
  40. M. M. Norton, P. Grover, M. F. Hagan, and S. Fraden, Phys. Rev. Lett. 125, 178005 (2020).
  41. A. Maitra and M. Lenz, Nat. Commun. 10, 920 (2019).
  42. L. Metselar, A. Doostmohammadi, and J. M. Yeomans, J. Chem. Phys. 150, 064909 (2019).
  43. S. Furthauer, M. Strempel, S. W. Grill, and F. Julicher, Eur. Phys. J. E 35, 89 (2012).
  44. D. Debarghya, A. Souslov, A. G. Abanov, and V. Vitelli, Nat. Commun. 8, 1573 (2017).
  45. L. V. Mirantsev, Eur. Phys. J. E 44, 112 (2021).
  46. E. J. L. de Oliveira, L. V.Mirantsev, M. L. Lyra, and I. N. de Oliveira, J. Mol. Liq. 377, 121513 (2023).
  47. Л. В. Миранцев, ЖЭТФ 165, 718 (2024).
  48. M. P. Allen and D. J. Tildesly, Computer Simulations of Liquids, Clarendon Press, Oxford (1989).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025