Phoretische Selbstantrieb

Es ist allgemein bekannt, dass Mikro- und Nanopartikel durch phoretische Effekte in Reaktion auf extern auferlegte Gradient von skalaren Größen wie chemischer Konzentration oder elektrischem Potential bewegt werden können. Eine Klasse aktiver Kolloide kann sich durch die Erzeugung lokaler Gradiente von Konzentration und elektrischem Potential über Oberflächenreaktionen selbst durch wässrige Medien antreiben. Phoretisch aktive Kolloide können mit externen Stimuli kontrolliert werden und können kollektive Verhaltensweisen nachahmen, die von vielen biologischen Schwimmern gezeigt werden. Die Physikochemie der Hydrodynamik bei niedrigen Reynolds-Zahlen stellt einzigartige Herausforderungen und Einschränkungen dar, die verstanden werden müssen, um das praktische Potenzial aktiver Kolloide zu realisieren. Hier überprüfen wir die reiche Physik, die dem Betrieb von phoretisch aktiven Kolloiden zugrunde liegt, beschreiben ihre Wechselwirkungen und kollektiven Verhaltensweisen und diskutieren vielversprechende Richtungen für zukünftige Forschung.