[3]-索烃非自主分子马达模型：几何相位、无泵定理与能量转导
统计力学
2023-06-28 v1
摘要
我们利用随机热力学研究了一个合成分子马达模型——由两个小大环与一个更大环机械互锁构成的[3]-索烃——在时变驱动下的行为。由于两个相互作用的小大环，该模型呈现出非平凡特征，但在极限情形下仍足够简单以进行解析处理。在所得结果中，我们发现了到等价[2]-索烃的映射，揭示了无泵定理的含义，即要产生小大环的净运动，能量和势垒均需改变。在绝热极限（慢驱动）下，我们完整刻画了马达的动力学，并表明小大环的净运动可表示为参数空间中的面积分，这修正了先前错误的结果。我们还分析了在无负载与有外加负载的阶跃驱动协议下马达的性能，并提出了产生大电流和最大化自由能转导的优化策略。这一简单模型为非自主分子马达的工作原理及其优化提供了有趣的线索。
引用
@article{arxiv.2303.13331,
title = {A [3]-catenane non-autonomous molecular motor model: geometric phase, no-pumping theorem, and energy transduction},
author = {Massimo Bilancioni and Massimiliano Esposito and Emanuele Penocchio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13331},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 5 figures