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Suppression of bacterial rheotaxis in wavy channels

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Schmidt, Winfried ; Aranson, Igor S. ; Zimmermann, Walter:
Suppression of bacterial rheotaxis in wavy channels.
In: Physical Review Research. Bd. 4 (Oktober 2022) . - 043005.
ISSN 2643-1564
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.043005

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Abstract

Controlling the swimming behavior of bacteria is crucial, for example, to prevent contamination of ducts and catheters. We show that bacteria modeled by deformable microswimmers can accumulate in flows through straight microchannels either in their center or on previously unknown attractors near the channel walls. In flows through wavy microchannels we predict a resonance effect for semiflexible microswimmers. As a result, microswimmers can be deflected in a controlled manner so that they swim in modulated channels distributed over the channel cross section rather than localized near the wall or the channel center. Thus, depending on the flow amplitude, both upstream orientation of swimmers and their accumulation at the boundaries, which can promote surface rheotaxis, are suppressed. Our results suggest strategies for controlling the behavior of live and synthetic swimmers in microchannels.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik I > Wilhelm und Else Heraeus-Seniorprofessur - Theorie Weicher Materie und Nichtlineare Dynamik - Univ.-Prof. Dr. Walter Zimmermann
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Theoretische Physik I
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 22 Apr 2023 21:00
Letzte Änderung: 16 Nov 2023 06:49
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/76089