Dynamics of a surface tension driven colloidal motor based on an active Janus particle encapsulated in a liquid drop
Dynamics of a surface tension driven colloidal motor based on an active Janus particle encapsulated in a liquid drop
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基于封装在液滴中的活性 Janus 粒子的表面张力驱动胶体马达的动力学
DOI：
10.1017/jfm.2023.5
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Maldarelli, Charles
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chembai Ganesh, Subramaniam;Koplik, Joel;Morris, Jeffrey F.;Maldarelli, Charles
理论上设计了一种由表面张力驱动的胶体马达，该马达将一种活性Janus粒子封装在悬浮介质中不混溶的液滴中。Janus粒子产生一种溶质的不对称通量，它在液滴和周围流体之间的液-液界面上引起表面张力梯度。在界面处产生的马兰戈尼力推动了复合滴/Janus粒子系统。电机的推进速度是根据液滴和颗粒的相对大小和位置以及液滴和悬浮介质的传输特性来评估的。实验证明，该设计比传统的中性扩散电泳驱动的基于janus粒子的胶体马达产生更高的推进速度。
A colloidal motor driven by surface tension forces is theoretically designed by encapsulating an active Janus particle in a liquid drop which is immiscible in the suspending medium. The Janus particle produces an asymmetric flux of a solute species which induces surface tension gradients along the liquid–liquid interface between the drop and the surrounding fluid. The resulting Marangoni forces at the interface propel the compound drop/Janus particle system. The propulsion speeds of the motor are evaluated for a range of relative sizes and positions of the drop and the particle and across a range of transport properties of the drop and the suspending medium. It is demonstrated that the proposed design can produce higher propulsion velocities than the traditional Janus-particle-based colloidal motors propelled by neutral diffusiophoresis.
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期刊：
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M. N. Popescu;W. Uspal;S. Dietrich
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