松散耦合分子马达精确度的热力学不确定性限制
摘要：分子马达是将化学自由能转化为有向运动或工作的纳米尺度系统。我们使用分子模拟来研究一类链轮状分子马达，并将其性能与热力学不确定关系（TUR）提供的物理极限进行比较。通过改变链轮状马达的相互作用势和设计，我们发现分子马达电流的精度可以在数量级上变化，但精度总是远低于TUR的限制。我们进一步定量地解释了与TUR边界的偏差，说明我们可以预计马达无法达到TUR饱和程度的程度，即以四个物理参数为基础：驱动马达的化学势，燃料分解速率，燃料分解和马达运动之间的耦合，以及无驱动马达运动的速率。分析表明，要使链轮状马达在TUR方面显着提高效率，需要（i）使燃料反应的放出能减弱，（ii）将燃料消耗与有偏向运动更紧密地耦合起来。
作者：Alex Albaugh, Rueih-Sheng Fu, Geyao Gu, and Todd R. Gingrich
论文ID：2306.03182
分类：Statistical Mechanics
分类简称：cond-mat.stat-mech
提交时间：2023-06-07