Гидродинамический механизм перемещения каталитических микро-/наномоторов

В статье обосновывается гидродинамический механизм перемещения дипольного микро-/наномотора в жидкости с ионами разного знака. Дипольный заряд и ионы в окружающей жидкости образуются в результате электрокаталитической реакции на поверхности наномотора. С этой целью проводится сравнение известных результатов моделирования динамики дипольного агрегата на основе уравнений электрогидродинамики с результатами моделирования динамики системы, в которой дипольный агрегат перемещается в облаке мелких противоположно заряженных частиц в окружающей его вязкой жидкости. Учитывается гидродинамическое взаимодействие всех частиц в облаке между собой и с дипольным агрегатом при их различных распределениях в жидкости вокруг диполя. Суммарный заряд всех мелких частиц может быть как равен нулю, так и иметь отличное от нуля значение. Под действием поля дипольного агрегата частицы в облаке приводятся в движение, которое формирует в окружающей жидкости течение, создающее гидродинамическую силу, перемещающую агрегат. Проведенные расчеты подтвердили возможность дипольного агрегата перемещаться во всех рассмотренных случаях в результате действия гидродинамической силы, создаваемой формируемым течением окружающей жидкости. При этом скорость и направление его перемещения существенно зависит как от распределения мелких частиц в окружающей жидкости, так и от их суммарного заряда. Показано и обосновано существенное отличие имеющихся в литературе результатов моделирования от полученных на основе рассматриваемой модели, которая более точно описывает динамику такого рода микро-/наномотора.