Swimming of deformable microcapsules and droplets
可变形微胶囊和液滴的游动
基本信息
- 批准号:254831628
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Priority Programmes
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2020-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This research project is focused on the theoretical investigation of self-propelling deformable microcapsule or droplet-based swimmers. We study two problems that occur generically for deformable self-propelled capsules or droplets due to the interplay of hydrodynamic forces and deformability: A) Because of hydrodynamic forces, a self-propelled microcapsule or droplet will deform during swimming, which changes in turn the velocity field of the surrounding fluid and, thus, the resulting swimming velocity. We will develop theoretical and simulation methods in order to solve the coupled problem of elastic microcapsule or droplet deformation, of the hydrodynamic fluid flow around (and inside) the swimmer and, eventually, of the diffusion of reactants of surfactants responsible for phoretic effects. In particular, we study capsule and droplet swimmers propelling by autophoresis. B) A deformable microcapsule can use cyclic shape changes as a mechanical swimming mechanism. Coupling a hysteretic shape change to a simply oscillating control parameter suffices to induce swimming motion. This swimming mechanism by hysteretic shape changes will be investigated theoretically with respect to possible realizations by swimmers constructed from thermo-responsive polymer gels undergoing global hysteretic shape changes triggered by local swelling and shrinking.
该研究项目的重点是对自我验证可变形的微胶囊或基于液滴的游泳者的理论研究。我们研究了由于流体动力和变形性的相互作用而引起的可变形自旋转胶囊或液滴通常发生的两个问题:我们将开发理论和仿真方法,以解决弹性微胶囊或液滴变形的耦合问题,即游泳者周围(和内部)的流体动力流动,以及最终,最终是负责操作效应的表面活性剂的扩散。特别是,我们研究了自噬的胶囊和液滴游泳者。 b)可变形的微胶囊可以使用循环形状变化作为机械游泳机制。耦合滞后形状会更改为简单振荡的控制参数,足以诱导游泳运动。理论上将研究这种通过滞后形状变化的游泳机制,该游泳者的实现是由由热响应性聚合物凝胶构建的游泳者的实现,这些凝胶经历了局部肿胀和收缩触发的全球滞后形状变化。
项目成果
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