- PII
- S3034641X25030137-1
- DOI
- 10.7868/S3034641X25030137
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 167 / Issue number 3
- Pages
- 430-441
- Abstract
- С помощью ранее предложенной молекулярной модели активных нематиков, согласно которой, в дополнение к изотропному Леннарда-Джонса и анизотропному Майера – Заупе межчастичным взаимодействиям, активные продолговатые частицы подвержены самодвижущим силам и моментам, нами проведено моделирование методами молекулярной динамики поведения ансамблей этих частиц внутри двумерных ограниченных областей различной формы (круг, кольцо, квадрат) при нормальном и тангенциальном сцеплении частиц на их границах. Показано, что при достаточно небольших плотностях числа частиц в таких ансамблях образуются кластеры, демонстрирующие поведение типа круговых поплавков, у которых направление вращения по часовой стрелке или против часовой стрелки определяется хиральностью отдельных активных частиц. Также установлено, что векторы средней ориентации частиц таких кластеров и скорости движения их центров масс вращаются синхронно в одном направлении.
- Keywords
- Date of publication
- 17.03.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 127
References
- 1. S. Ramaswamy, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 1, 323 (2010).
- 2. C. Bechinger, R. Di Leonardo, H. L¨owen, C. Rechhardt, G. Volpe, and G. Volpe, Rev. Mod. Phys. 88, 045006 (2016).
- 3. A. Doostmohammadi, J. N. Ignes-Mullol, J. M. Yeomans, and F. Sagues, Nat. Commun. 9, 3246 (2018).
- 4. M. M. Norton, A. Baskaran, A. Opathalage, B. Langeslay, S. Fraden, A. Baskaran, and M. F. Hagan, Phys. Rev. E 97, 012702 (2018).
- 5. S. P. Thampi, A. Doostmohammadi, T. N. Shendruk, R. Golestanian, and J. M. Yeomans, Sci. Adv. 2, e1501854 (2016).
- 6. H. Berg, E. Coli in Motion, Springer Verlag, New York (2004).
- 7. M. Mijalkov and G. Volpe, Soft Matter 9, 6376 (2013).
- 8. R. F. Ismagilov, A. Schwartz, N. Bowden and G. M. Whitesides, Angew. Chem. 114, 674 (2002).
- 9. W. F. Paxton, A. Sen, and T. E. Mallouk, Chem. Eur. J. 11, 6462 (2005).
- 10. J. Vicario, R. Eelkema, W. R. Browne, A. Meetsma, R. M. La Crois, and B. L. Feringa, Chem. Commun. 34, 3936 (2005).
- 11. R. Golestanian, T. B. Liverpool, and A. Ajdari, Phys. Rev. Lett. 94, 220801 (2005).
- 12. J. R. Howse, R. A. L. Jones, A. J. Ryan, T. Gough, R. Vafabakhsh, and R. Golestanian, Phys. Rev. Lett. 99, 048102 (2007).
- 13. D. Pantarotto, W. R. Browne, and B. L. Feringa, Chem. Commun. 10, 1533 (2008).
- 14. P. Tierno, R. Golestanian, I. Pagonabarraga, and F. Sagues, J. Phys. Chem. B. 112, 16525 (2008).
- 15. A.Ghosh and P. Fischer, Nano Lett. 9, 2243 (2009).
- 16. A. Snezhko, M. Belkin, I. S. Aranson, and W.-K. Kwok, Phys. Rev. Lett. 102, 118103 (2009).
- 17. S. J. Ebbens and J. R. Howse, Soft Matter 6, 726 (2010).
- 18. G. Volpe, I. Buttinoni, D. Vogt, H.-J. Kummerer, and C. Bechinger, Soft Matter 7, 8810 (2011).
- 19. I. Buttinoni, G. Volpe, F. K¨ummel, G. Volpe, and C. Bechinger, J. Phys.: Condens. Matter 24, 284129 (2012).
- 20. D. B. Weibel, P. Garstecki, D. Ryan, W. R. DiLuzio, M. Mayer, J. E. Seto, and G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 11963 (2005).
- 21. R. M. Ford and R. W. Harvey, Adv. Water Resour. 30, 1608 (2007).
- 22. C. D. Chin, V. Linder, and S. K. Sia, Lab Chip. 7, 41 (2007).
- 23. W. Yang, V. R. Misko, K. Nelissen, M. Kong, and F. M. Peeters, Soft Matter 8, 5175 (2012).
- 24. S. van Teeffelen and H. L¨owen, Phys. Rev. E 78, 020101 (2008).
- 25. W. R. Di Luzio, L. Turner,M.Mayer, P. Garstecki, D. B.Weibel, H. C. Berg, and G.M. Whitesides, Nature 435, 1271 (2005).
- 26. E. Lauga, W. R. DiLuzio, G. M. Whitesides, and H. A. Stone, Biophys. J. 90, 400 (2006).
- 27. B. M. Friedrich and F. Julicher, Phys. Rev. Lett. 103, 068102 (2009).
- 28. L. Lemelle, J.-F. Palierne, E. Chatre, and C. Place, J. Bacteriol. 192, 6307 (2010).
- 29. R. Di Leonardo, D. Dell’Arciprete, L. Angelani, and V. Iebba, Phys. Rev. Lett. 106, 038101 (2011).
- 30. T.-W. Su, L. Xue, and A. Ozcan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 16018 (2012).
- 31. P. Denissenko, V. Kantsler, D. J. Smith, and J. Kirkman-Brown, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 8007 (2012).
- 32. F. K¨ummel, B. ten Hagen, R. Wittkowski, I. Buttinoni, R. Eichhorn, G. Volpe, H. L¨owen, and C. Bechinger, Phys. Rev. Lett. 110, 198302 (2013).
- 33. A. Doostmohammadi, M. F. Adamer, S. P. Thampi, and J. M. Yeomans, Nat. Commun. 7, 10557 (2016).
- 34. D. Marenduzzo, E. Orlandini, M. E. Gates, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. Lett. 98, 118102 (2007).
- 35. D. Marenduzzo, E. Orlandini, M. E. Gates, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. E 76, 031921 (2007).
- 36. I. Giomi, M. J. Bowick, X.Ma, and M. C.Marchetti, Phys. Rev. Lett. 110, 228101 (2013).
- 37. S. P. Thampi, R. Golestanian, and J. M. Yeomans, Phys. Rev. Lett. 111, 118101 (2013).
- 38. J. Prost, F. Julicher, and J. F. Joanny, Nat. Phys. 11, 111 (2015).
- 39. E. J. Hemingway, P. Mishra, M. C. Marchetti, and S. M. Fielding, Soft Matter 12, 7943 (2016).
- 40. M. M. Norton, P. Grover, M. F. Hagan, and S. Fraden, Phys. Rev. Lett. 125, 178005 (2020).
- 41. A. Maitra and M. Lenz, Nat. Commun. 10, 920 (2019).
- 42. L. Metselar, A. Doostmohammadi, and J. M. Yeomans, J. Chem. Phys. 150, 064909 (2019).
- 43. S. Furthauer, M. Strempel, S. W. Grill, and F. Julicher, Eur. Phys. J. E 35, 89 (2012).
- 44. D. Debarghya, A. Souslov, A. G. Abanov, and V. Vitelli, Nat. Commun. 8, 1573 (2017).
- 45. L. V. Mirantsev, Eur. Phys. J. E 44, 112 (2021).
- 46. E. J. L. de Oliveira, L. V.Mirantsev, M. L. Lyra, and I. N. de Oliveira, J. Mol. Liq. 377, 121513 (2023).
- 47. Л. В. Миранцев, ЖЭТФ 165, 718 (2024).
- 48. M. P. Allen and D. J. Tildesly, Computer Simulations of Liquids, Clarendon Press, Oxford (1989).
