脂质膜表面水合动力学中$1/f$噪声转变的起源

已知脂质膜表面的水分子通过连接脂质分子并充当水桥来促进膜的稳定性。尽管膜附近的水分子数量在动态波动，但其水合动力学机制尚不清楚。在此，我们利用全原子分子动力学模拟研究了脂质膜表面水分子的驻留统计特性。我们发现，脂质膜上的水合动力学表现出具有两个不同幂律指数的$1/f^\beta$噪声，即$\beta_l < 1$和$\beta_h > 1$。通过构建水合动力学的二值过程，我们发现该过程可视为非马尔可夫更新过程。结果表明，膜表面水合动力学中$1/f$噪声转变的起源，是切换事件发生间隔时间的截断幂律分布与发生间隔时间之间的长程关联共同作用的结果。