Is the circular motion of bubble-driven spherical Janus micromotors deterministic or random?

物理 气泡 杰纳斯 经典力学 运动(物理) 圆周运动 机械 统计物理学 纳米技术 材料科学
作者
Leilei Wang,Hangyu Li,Zhe Liu,Chenlu Li,Jing Zhang,Li Chen,Xinwei Wang,Dongshi Guan,Xu Zheng,Haihang Cui
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:37 (6)
标识
DOI:10.1063/5.0274292
摘要

The emerging application of a microbubble-driven micromotor encounters such a dilemma: persistence of long-distance transport is strongly desired, whereas the bubble micromotor usually manifests circular or spiral motions, which are supposed to be random owing to Brownian dynamics at the microscale. However, this assumption based on the model of active Brownian motion is debatable for bubble micromotors, and what mechanism could lead to deterministic motion of the bubble micromotor is still unclear. In this work, we show a counterintuitive phenomenon that a smaller bubble-driven Janus micromotor is more likely to manifest a straight trajectory than a larger one. Our model explains that the microbubble position determines the shape of the trajectory as the bubble introduces a propulsion force and a rotational torque to drive the motion of the micromotor. We perform numerical simulation to reveal how interfacial hydrodynamics coupled with surface chemical reaction determines the bubble nucleation position. Surprisingly, the result of predictable bubble position indicates a deterministic mechanism for the circular motion of a bubble-driven Janus micromotor, which shows good agreement with our experimental observation. Our findings provide valuable insight for developing manipulation strategies for bubble-driven micromotors/microrobots based on controllable deterministic mechanisms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
隐形的凡阳完成签到,获得积分10
刚刚
aaaa应助Melon Mintea采纳,获得10
1秒前
2秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
3秒前
故意的以亦应助不想说采纳,获得10
3秒前
王焕玉发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
打打应助朝颜采纳,获得30
4秒前
长情笑柳发布了新的文献求助10
4秒前
义气便当完成签到,获得积分10
5秒前
lee完成签到,获得积分10
5秒前
所所应助明理的凌旋采纳,获得10
6秒前
15发布了新的文献求助50
6秒前
难过谷槐完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
giotto完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助XINXUE采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
TLY完成签到,获得积分10
9秒前
dsajkdlas完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
桐桐应助NICKPLZ采纳,获得10
11秒前
长情笑柳完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
小蘑菇应助王焕玉采纳,获得10
13秒前
YAOYAO奶昔发布了新的文献求助30
15秒前
Haiser发布了新的文献求助10
15秒前
仙妮宝贝发布了新的文献求助10
16秒前
coke老师发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
bean发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
斯文败类应助TLY采纳,获得10
18秒前
兔子先生完成签到 ,获得积分10
19秒前
光风霁月完成签到 ,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7715016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9270233
关于积分的说明 20080898
捐赠科研通 7291308
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298316
关于科研通互助平台的介绍 2452559
邀请新用户注册赠送积分活动 2305802