Propagating density spikes in light-powered motility-ratchets.
Propagating density spikes in light-powered motility-ratchets.
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在光动力动力棘轮中传播密度峰值
作者：
C. Lozano;B. Liebchen;B. ten Hagen;C. Bechinger;H. Löwen
结合实验和计算机模拟，我们使用一个空间周期性和闪烁的光场来指导趋光活性胶体的运动。在这里，胶体自组织成密度尖峰模式，类似于冲击波，并长距离传播，几乎没有分散。其基本机制涉及胶体与光场的同步，因此每次打开光图案时，粒子都会看到相同的强度梯度，但之间没有梯度（例如）。这产生了脉动输送，其强度和方向可以通过闪烁协议和胶体的自推进速度来控制。我们的研究结果可能是有用的药物输送应用程序，并可用于分离活性胶体的速度。
Combining experiments and computer simulations, we use a spatially periodic and flashing light-field to direct the motion of phototactic active colloids. Here, the colloids self-organize into a density spike pattern, which resembles a shock wave and propagates over long distances, almost without dispersing. The underlying mechanism involves a synchronization of the colloids with the light-field, so that particles see the same intensity gradient each time the light-pattern is switched on, but no gradient in between (for example). This creates pulsating transport whose strength and direction can be controlled via the flashing protocol and the self-propulsion speed of the colloids. Our results might be useful for drug delivery applications and can be used to segregate active colloids by their speed.
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