高分子溶液中活性液滴的模式切换
摘要：生物游动者常遭遇具有溶解的大分子如蛋白质和聚合物的体内和环境流体，常常使它们呈现非牛顿流体特性。为了模拟这种情况，我们研究在掺有大分子溶质聚合物的环境介质中游动的液滴的运动。活跃液滴模拟了几种生物游动者的基本推动特性，并作为理想的模型系统来扩展我们对它们的运动策略的理解。我们的实验揭示了液滴运动对环境介质中大分子溶质的存在的极高敏感性。通过对液滴周围自生成的化学场进行原位可视化，我们报告了在高分子量聚合物溶质或大分子溶质存在时填充胶束的出乎意料的高扩散性。这被归因于斯托克斯-爱因斯坦关系在准确预测胶束扩散度方面的局限性，这是由于胶束与大分子溶质之间存在显著的尺寸差异造成的。通过增加聚合物浓度，粒子图像测速法揭示了从传统的推子模式向拉动模式的转变，其特点是液滴运动更持久。随着浓度进一步增加，从平稳的到抖动的推动模式发生了二次转变。我们提出了一个稳健的佩克雷数框架，成功地捕捉到了活跃液滴的观察到的模式转变。我们的实验揭示了通过在环境介质中掺入适合的大分子溶质的新途径来编排活跃液滴推进中的复杂转变。
作者：Prateek Dwivedi, Atishay Shrivastava, Dipin Pillai and Rahul Mangal
论文ID：2207.13318
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-05-23