Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-41775
Titel: Topotaxis of active particles across long distances by sliding along obstacles
VerfasserIn: Sadjadi, Zeinab
Rieger, Heiko
Sprache: Englisch
Titel: Physical Review Research
Bandnummer: 6
Heft: 1
Verlag/Plattform: American Physical Society
Erscheinungsjahr: 2024
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Many biological active agents respond to gradients of environmental cues by redirecting their motion. In addition to the well-studied prominent examples such as phototaxis and chemotaxis, there has been considerable recent interest in topotaxis, i.e., the ability to sense and follow topographic environmental cues. A trivial topotaxis is achievable through a spatial gradient of obstacle density, though over limited length scales. Here, we introduce a type of topotaxis based on sliding of particles along obstacles—as observed, e.g., in bacterial dynamics near surfaces. We numerically demonstrate how imposing a gradient in the angle of sliding along pillars breaks the spatial symmetry and biases the direction of motion, resulting in an efficient topotaxis in a uniform pillar park. By repeating blocks of pillars with a strong gradient of sliding angle, we propose an efficient method for guiding particles over arbitrary long distances. We provide an explanation for this spectacular phenomenon based on effective reflection at the borders of neighboring blocks. Our results are of technological and medical importance for design of efficient taxis devices for living agents.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1103/PhysRevResearch.6.013178
URL der Erstveröffentlichung: https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.6.013178
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-417756
hdl:20.500.11880/37381
http://dx.doi.org/10.22028/D291-41775
ISSN: 2643-1564
Datum des Eintrags: 19-Mär-2024
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Physik
Professur: NT - Prof. Dr. Heiko Rieger
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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