润湿滞后的涨落纳米通道中的有效单向水输运
软凝聚态物质
2023-08-09 v1 统计力学
计算物理
摘要
我们提出了一种通过纳米通道主动输运水分子的泵。施加在通道半径上的空间非对称热涨落引起无渗透压的单向水流，这可归因于润湿/干燥状态循环转变中的滞后。我们表明水输运依赖于涨落，例如白噪声、布朗噪声和粉红噪声。由于白噪声中的高频分量，开闭状态的快速切换抑制了通道润湿。相反，粉红噪声和布朗噪声产生高通滤波的净流。布朗涨落导致更快的水输运速率，而粉红噪声具有更高的克服反向渗透压的能力。涨落的谐振频率与流放大之间存在权衡关系。所提出的泵可视为逆卡诺循环的类比，而逆卡诺循环是能量转换效率的上限。
引用
@article{arxiv.2204.09251,
title = {Wetting hysteresis induces effective unidirectional water transport through a fluctuating nanochannel},
author = {Noriyoshi Arai and Eiji Yamamoto and Takahiro Koishi and Yoshinori Hirano and Kenji Yasuoka and Toshikazu Ebisuzaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09251},
year = {2023}
}