Driven dynamics in dense suspensions of microrollers
Notice bibliographique
Résumé
We perform detailed computational and experimental measurements of the driven dynamics of a dense, uniform suspension of sedimented microrollers driven by a magnetic field rotating around an axis parallel to the floor. We develop a lubrication-corrected Brownian dynamics method for dense suspensions of driven colloids sedimented above a bottom wall. The numerical method adds lubrication friction between nearby pairs of particles, as well as particles and the bottom wall, to a minimally-resolved model of the far-field hydrodynamic interactions. Our experiments combine fluorescent labeling with particle tracking to trace the trajectories of individual particles in a dense suspension, and to measure their propulsion velocities. Previous computational studies [B. Sprinkle et al., J. Chem. Phys., 2017, 147, 244103] predicted that at sufficiently high densities a uniform suspension of microrollers separates into two layers, a slow monolayer right above the wall, and a fast layer on top of the bottom layer. Here we verify this prediction, showing good quantitative agreement between the bimodal distribution of particle velocities predicted by the lubrication-corrected Brownian dynamics and those measured in the experiments. The computational method accurately predicts the rate at which particles are observed to switch between the slow and fast layers in the experiments. We also use our numerical method to demonstrate the important role that pairwise lubrication plays in motility-induced phase separation in dense monolayers of colloidal microrollers, as recently suggested for suspensions of Quincke rollers [D. Geyer et al., Phys. Rev. X, 2019, 9(3), 031043].
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».