Enhanced phoretic self-propulsion of active colloids through surface charge asymmetry

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作者
Anshu Shrestha,Mónica Olvera de la Cruz
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (1)
标识
DOI:10.1103/physreve.109.014613
摘要

Charged colloidal particles propel themselves through asymmetric fluxes of chemically generated ions on their surface. We show that asymmetry in the surface charge distribution provides an additional mode of self-propulsion at the nanoscale for chemically active particles that produce ionic species. Particles of sizes smaller than or comparable to the Debye length achieve directed self-propulsion through surface charge asymmetry even when ionic flux is uniform over its surface. Janus nanoparticles endowed with both surface charge and ionic flux asymmetries result in enhanced propulsion speeds of the order of $\ensuremath{\mu}\mathrm{m}/\mathrm{s}$ or higher. Our work suggests an alternative avenue for specifying surface properties that optimize self-propulsion in ionic media.

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