Hydrodynamic Interactions Can Induce Jamming in flow-Driven Systems
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F21%3A10436743" target="_blank" >RIV/00216208:11320/21:10436743 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=4aAlu7IBok" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=4aAlu7IBok</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.214501" target="_blank" >10.1103/PhysRevLett.127.214501</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Hydrodynamic Interactions Can Induce Jamming in flow-Driven Systems
Popis výsledku v původním jazyce
Hydrodynamic interactions between fluid-dispersed particles are ubiquitous in soft matter and biological systems and they give rise to intriguing collective phenomena. While it was reported that these interactions can facilitate force-driven particle motion over energetic barriers, here we show the opposite effect in a flow-driven system, i.e., that hydrodynamic interactions hinder transport across barriers. We demonstrate this result by combining experiments and theory. In the experiments, we drive colloidal particles using rotating optical traps, thus creating a vortex flow in the corotating reference frame. We observe a jamminglike decrease of particle currents with density for large barriers between traps. The theoretical model shows that this jamming arises from hydrodynamic interactions between the particles. The impact of hydrodynamic interactions is reversed compared to force-driven motion, suggesting that our findings are a generic feature of flow-driven transport.
Název v anglickém jazyce
Hydrodynamic Interactions Can Induce Jamming in flow-Driven Systems
Popis výsledku anglicky
Hydrodynamic interactions between fluid-dispersed particles are ubiquitous in soft matter and biological systems and they give rise to intriguing collective phenomena. While it was reported that these interactions can facilitate force-driven particle motion over energetic barriers, here we show the opposite effect in a flow-driven system, i.e., that hydrodynamic interactions hinder transport across barriers. We demonstrate this result by combining experiments and theory. In the experiments, we drive colloidal particles using rotating optical traps, thus creating a vortex flow in the corotating reference frame. We observe a jamminglike decrease of particle currents with density for large barriers between traps. The theoretical model shows that this jamming arises from hydrodynamic interactions between the particles. The impact of hydrodynamic interactions is reversed compared to force-driven motion, suggesting that our findings are a generic feature of flow-driven transport.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10300 - Physical sciences
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GC20-24748J" target="_blank" >GC20-24748J: Vztah kolektivní a jedno-částicové dynamiky v procesech single-file difúze v periodických strukturách</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2021
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Physical Review Letters
ISSN
0031-9007
e-ISSN
—
Svazek periodika
127
Číslo periodika v rámci svazku
21
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
6
Strana od-do
214501
Kód UT WoS článku
000720859500001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85120001945