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运动中的化学:微型合成马达

软凝聚态物质 2015-01-21 v2

摘要

在本综述中,我们描述了通过自扩散泳运动的合成马达如何利用自生成的浓度梯度来驱动马达运动。针对由催化面和非催化面组成的 Janus 粒子马达,阐述了自扩散泳推进机制。通过展示由连接的催化球和非催化球构成的球二聚体马达的基于粒子的模拟结果,说明了化学驱动马达的动力学特性。Janus 马达和球二聚体马达的几何结构及其不对称催化活性支持了马达周围浓度梯度的形成。由于定向运动仅在系统处于非平衡态时发生,因此描述了环境的性质及其在马达动力学中的作用。旋转布朗运动也会限制定向运动,并且对极小的马达具有特别显著的影响。我们探讨了以下问题:马达可以小到何种程度仍能表现出推进效应,即使仅仅是为了增强扩散?合成马达有望变革广泛应用中化学动态过程的执行方式。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.6338,
  title  = {Chemistry in Motion: Tiny Synthetic Motors},
  author = {Peter H. Colberg and Shang Yik Reigh and Bryan Robertson and Raymond Kapral},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.6338},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 8 figures