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对称性对耦合旋转分子运动器的影响

统计力学 2026-02-09 v2

摘要

随着工程学的进步向纳米尺度发展,理解分子运动器的设计原则变得越来越有价值。许多分子运动器由耦合组件构成,将一个自由能源源转化为另一个自由能源源。本文研究了在恒定和比例驱动力下,具有不同旋转对称性的耦合旋转分子运动器的性能。在恒定驱动和强耦合下,运动器之间的对称性匹配会降低输出功率。相反,在比例驱动力下,输出功率对对称性不敏感。然而,过度驱动上游运动器会降低下游运动器的输出功率,导致一种或许反直觉的现象,我们称之为干扰,即两个运动器变得脱离。跨越两种驱动方案,输出功率在中间耦合处呈现峰值,确认灵活耦合的价值。除了为生物运动器提供见解外,这些发现还可以为合成纳米运动器和基于结构的药物设计指导未来工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.03869,
  title  = {Effects of symmetry on coupled rotary molecular motors},
  author = {Sara Iranbakhsh and David A. Sivak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.03869},
  year   = {2026}
}

备注

Main text: 7 pages and 5 figures; SM: 8 pages and 9 figures