Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Hydrodynamic interactions hinder transport of flow-driven colloidal particles

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F22%3A10456091" target="_blank" >RIV/00216208:11320/22:10456091 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=Usd45oG1.b" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=Usd45oG1.b</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d2sm01114j" target="_blank" >10.1039/d2sm01114j</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Hydrodynamic interactions hinder transport of flow-driven colloidal particles

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The flow-driven transport of interacting micron-sized particles occurs in many soft matter systems spanning from the translocation of proteins to moving emulsions in microfluidic devices. Here we combine experiments and theory to investigate the collective transport properties of colloidal particles along a rotating ring of optical traps. In the corotating reference frame, the particles are driven by a vortex flow of the surrounding fluid. When increasing the depth of the optical potential, we observe a jamming behavior that manifests itself in a strong reduction of the current with increasing particle density. We show that this jamming is caused by hydrodynamic interactions that enhance the energetic barriers between the optical traps. This leads to a transition from an over- to an under-critical tilting of the potential in the corotating frame. Based on analytical considerations, the enhancement effect is estimated to increase with increasing particle size or decreasing radius of the ring of traps. Measurements for different ring radii and Stokesian dynamics simulations for corresponding particle sizes confirm this. The enhancement of potential barriers in the flow-driven system is contrasted to the reduction of barriers in a force-driven one. This diverse behavior demonstrates that hydrodynamic interactions can have a very different impact on the collective dynamics of many-body systems. Applications to soft matter and biological systems require careful consideration of the driving mechanism and of the role of hydrodynamic interactions.

  • Název v anglickém jazyce

    Hydrodynamic interactions hinder transport of flow-driven colloidal particles

  • Popis výsledku anglicky

    The flow-driven transport of interacting micron-sized particles occurs in many soft matter systems spanning from the translocation of proteins to moving emulsions in microfluidic devices. Here we combine experiments and theory to investigate the collective transport properties of colloidal particles along a rotating ring of optical traps. In the corotating reference frame, the particles are driven by a vortex flow of the surrounding fluid. When increasing the depth of the optical potential, we observe a jamming behavior that manifests itself in a strong reduction of the current with increasing particle density. We show that this jamming is caused by hydrodynamic interactions that enhance the energetic barriers between the optical traps. This leads to a transition from an over- to an under-critical tilting of the potential in the corotating frame. Based on analytical considerations, the enhancement effect is estimated to increase with increasing particle size or decreasing radius of the ring of traps. Measurements for different ring radii and Stokesian dynamics simulations for corresponding particle sizes confirm this. The enhancement of potential barriers in the flow-driven system is contrasted to the reduction of barriers in a force-driven one. This diverse behavior demonstrates that hydrodynamic interactions can have a very different impact on the collective dynamics of many-body systems. Applications to soft matter and biological systems require careful consideration of the driving mechanism and of the role of hydrodynamic interactions.

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

    2022

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Soft Matter

  • ISSN

    1744-683X

  • e-ISSN

    1744-6848

  • Svazek periodika

    18

  • Číslo periodika v rámci svazku

    47

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    12

  • Strana od-do

    8983-8994

  • Kód UT WoS článku

    000885659200001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85142530402