Daddi-Moussa-Ider, Abdallah ; Löwen, Hartmut ; Liebchen, Benno (2024)
Hydrodynamics can determine the optimal route for microswimmer navigation.
In: Communications Physics, 2021, 4 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00023592
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion
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Kurzbeschreibung (Abstract)
As compared to the well explored problem of how to steer a macroscopic agent, like an airplane or a moon lander, to optimally reach a target, optimal navigation strategies for microswimmers experiencing hydrodynamic interactions with walls and obstacles are far-less understood. Here, we systematically explore this problem and show that the characteristic microswimmer-flow-field crucially influences the navigation strategy required to reach a target in the fastest way. The resulting optimal trajectories can have remarkable and non-intuitive shapes, which qualitatively differ from those of dry active particles or motile macroagents. Our results provide insights into the role of hydrodynamics and fluctuations on optimal navigation at the microscale, and suggest that microorganisms might have survival advantages when strategically controlling their distance to remote walls.
| Typ des Eintrags: | Artikel |
|---|---|
| Erschienen: | 2024 |
| Autor(en): | Daddi-Moussa-Ider, Abdallah ; Löwen, Hartmut ; Liebchen, Benno |
| Art des Eintrags: | Zweitveröffentlichung |
| Titel: | Hydrodynamics can determine the optimal route for microswimmer navigation |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | 30 September 2024 |
| Ort: | Darmstadt |
| Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: | 2 Februar 2021 |
| Ort der Erstveröffentlichung: | London |
| Verlag: | Springer Nature |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: | Communications Physics |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: | 4 |
| (Heft-)Nummer: | 1 |
| Kollation: | 11 Seiten |
| DOI: | 10.26083/tuprints-00023592 |
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23592 |
| Zugehörige Links: | |
| Herkunft: | Zweitveröffentlichung DeepGreen |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | As compared to the well explored problem of how to steer a macroscopic agent, like an airplane or a moon lander, to optimally reach a target, optimal navigation strategies for microswimmers experiencing hydrodynamic interactions with walls and obstacles are far-less understood. Here, we systematically explore this problem and show that the characteristic microswimmer-flow-field crucially influences the navigation strategy required to reach a target in the fastest way. The resulting optimal trajectories can have remarkable and non-intuitive shapes, which qualitatively differ from those of dry active particles or motile macroagents. Our results provide insights into the role of hydrodynamics and fluctuations on optimal navigation at the microscale, and suggest that microorganisms might have survival advantages when strategically controlling their distance to remote walls. |
| Freie Schlagworte: | Biological physics, Statistical physics |
| ID-Nummer: | Artikel-ID: 15 |
| Status: | Verlagsversion |
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-235925 |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 05 Fachbereich Physik 05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) 05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM) > Theorie weicher Materie |
| Hinterlegungsdatum: | 30 Sep 2024 08:14 |
| Letzte Änderung: | 11 Okt 2024 15:02 |
| PPN: | |
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Verfügbare Versionen dieses Eintrags
- Hydrodynamics can determine the optimal route for microswimmer navigation. (deposited 30 Sep 2024 08:14) [Gegenwärtig angezeigt]
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