Active Brownian particles and run-and-tumble particles separate inside a maze.
Active Brownian particles and run-and-tumble particles separate inside a maze.
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DOI：
10.1038/srep37670
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发表时间：
2016-11-23
影响因子：
4.6
通讯作者：
Stark H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Khatami M;Wolff K;Pohl O;Ejtehadi MR;Stark H
各种各样的自然和人工自推进粒子是已知的，目前正在使用。其中，活性布朗粒子（ABPs）和转流粒子（rtp）是两类重要的粒子。我们在二维上对非相互作用的ABPs和rtp进行了数值研究。我们证明了仅通过几何约束，abp与rtp是可分离的。通过对套壳迷宫的研究，我们发现圆形迷宫具有最佳的过滤效率。平均首次通过时间结果显示，ABPs从迷宫中心逃离速度更快，而rtp从迷宫边缘更容易到达中心。根据我们的模拟和我们开发的速率理论，稳态abp聚集在迷宫的最外层区域，而rtp几乎以相同的概率占据迷宫内的所有位置。这些结果表明，通过设计适当的限制几何形状而不使用化学或生物制剂，可以分离不同类型的自推进粒子的新技术。
A diverse range of natural and artificial self-propelled particles are known and are used nowadays. Among them, active Brownian particles (ABPs) and run-and-tumble particles (RTPs) are two important classes. We numerically study non-interacting ABPs and RTPs strongly confined to different maze geometries in two dimensions. We demonstrate that by means of geometrical confinement alone, ABPs are separable from RTPs. By investigating Matryoshka-like mazes with nested shells, we show that a circular maze has the best filtration efficiency. Results on the mean first-passage time reveal that ABPs escape faster from the center of the maze, while RTPs reach the center from the rim more easily. According to our simulations and a rate theory, which we developed, ABPs in steady state accumulate in the outermost region of the Matryoshka-like mazes, while RTPs occupy all locations within the maze with nearly equal probability. These results suggest a novel technique for separating different types of self-propelled particles by designing appropriate confining geometries without using chemical or biological agents.
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影响因子：
2.4
作者：
Adhyapak, Tapan Chandra;Stark, Holger
通讯作者：
Stark, Holger
DOI：
10.1073/pnas.0910426107
发表时间：
2010-05-25
影响因子：
11.1
作者：
Di Leonardo, R.;Angelani, L.;Di Fabrizio, E.
通讯作者：
Di Fabrizio, E.
影响因子：
4.3
作者：
Alizadehrad, Davod;Krueger, Timothy;Stark, Holger
通讯作者：
Stark, Holger
DOI：
10.1073/pnas.1202934109
发表时间：
2012-05-22
影响因子：
11.1
作者：
Denissenko, Petr;Kantsler, Vasily;Kirkman-Brown, Jackson
通讯作者：
Kirkman-Brown, Jackson
边界可以引导活跃的Janus球体。
影响因子：
16.6
作者：
Das S;Garg A;Campbell AI;Howse J;Sen A;Velegol D;Golestanian R;Ebbens SJ
通讯作者：
Ebbens SJ