Self-organization of active colloids mediated by chemical interactions
Notice bibliographique
Résumé
Self-propelled colloidal particles exhibit rich non-equilibrium phenomena and have promising applications in fields such as drug delivery and self-assembled active materials. Previous experimental and theoretical studies have shown that chemically active colloids that consume or produce a chemical can self-organize into clusters with diverse characteristics depending on the effective phoretic interactions. In this paper, we investigate self-organization in systems with multiple chemical species that undergo a network of reactions and multiple colloidal species that participate in different reactions. Active colloids propelled by complex chemical reactions with potentially nonlinear kinetics can be realized using enzymatic reactions that occur on the surface of enzyme-coated particles. To demonstrate how the self-organizing behavior depends on the chemical reactions active colloids catalyze and their chemical environment, we consider first a single type of colloid undergoing a simple catalytic reaction, and compare this often-studied case with self-organization in binary mixtures of colloids with sequential reactions, and binary mixtures with nonlinear autocatalytic reactions. Our results show that in general active colloids at low particle densities can form localized clusters in the presence of bulk chemical reactions and phoretic attractions. The characteristics of the clusters, however, depend on the reaction kinetics in the bulk and on the particles and phoretic coefficients. With one or two chemical species that only undergo surface reactions, the space for possible self-organizations are limited. By considering the additional system parameters that enter the chemical reaction network involving reactions on the colloids and in the fluid, the design space of colloidal self-organization can be enlarged, leading to a variety of non-equilibrium structures.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».