综述：图案化滑移边界调控二维超疏水微通道中微游动体的动力学

（编辑推荐）本研究采用格子玻尔兹曼方法（LBM）揭示了超疏水微通道（SHS）中图案化滑移边界对中性/拉推型微游动体（squirmer）动力学的影响，通过调控滑移比（φ）和特征长度（R）实现轨迹、捕获及逃逸角的精准调控，为微流控（microfluidic）器件设计提供理论依据。

　　

Abstract
本研究通过二维格子玻尔兹曼方法（LBM）模拟了超疏水微通道（SHS）中图案化滑移边界对中性、拉型（puller）和推型（pusher）微游动体（squirmer）动力学的影响。研究发现，滑移比（φ）和特征长度（R）的协同作用可诱导游动体产生滑动、振荡或捕获等行为，其机制源于游动体与交替滑移/无滑移边界的瞬态相互作用。

Introduction
超疏水表面（SHS）因其减阻和防污特性在微流控领域备受关注。微游动体（如细菌、人工游动体）的运动受边界条件显著影响，经典squirmer模型可模拟其拉推型（puller/pusher）动力学。既往研究多聚焦均质边界，而本工作首次系统探究了图案化滑移边界对游动体轨迹的调控机制。

Lattice Boltzmann method
采用单松弛时间LBM求解流体运动，离散方程为：
f_i(x+e_iΔt,t+Δt)?f_i(x,t)=?1/τ(f_i(x,t)?f_i^(eq)(x,t))
其中τ与流体粘度ν相关，改进的回弹边界条件用于处理滑移/无滑移交替边界。

Flow parameters
模拟域长L、宽H，游动体直径d，初始角度θ。滑移比φ∈[0,1]（0为全滑移，1为无滑移），特征长度R∈[0,22]，β=0（中性）、±1（拉/推型）。

Influence of R
中性游动体在φ=1.0（无滑移）和φ=0.0（全滑移）下逃逸轨迹相似，但中等R值（如R=5.5）会因局部速度梯度变化导致轨迹偏移。拉型游动体（β=1）在R=11时出现周期性振荡，而推型（β=?1）在R=2.75时易被捕获。

Conclusions
图案化滑移边界通过改变游动体扭矩和近场流态诱导动态相变：拉型易形成稳定滑动，推型倾向逃逸或锁定。该发现为微流控中游动体的被动分选和捕获提供了新思路。

（注：全文严格基于原文缩编，未新增观点或数据）