【摘 要】
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活性物质是一类能把化学能转换为机械能的自驱动物质。设计纳米或微米器件,从该类物质中获取能量,而为我们所用,具有重要意义。基于此目的,本文采用分子动力学模拟,研究了非
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活性物质是一类能把化学能转换为机械能的自驱动物质。设计纳米或微米器件,从该类物质中获取能量,而为我们所用,具有重要意义。基于此目的,本文采用分子动力学模拟,研究了非活性的柔性棘轮在活性粒子浴中的非平衡动力学行为。我们设计了两种几何形状的布朗粒子:球形和棒形。我们发现,柔性棘轮在球形布朗粒子浴中能够发生定向旋转。活性粒子在棘轮附近,密度和压力分布不均匀,导致棘轮的形态产生一定的不对称性,这种相互影响诱导了棘轮的定向转动。此外,我们研究了棘轮支架数目、自驱力大小、粒子形状对旋转效率的影响。发现,低支架数、大驱动力意味着高旋转速度。棒形粒子体系效率明显低于球形粒子体系,详细观察粒子行为发现,棒形粒子容易堆积到棘轮边界,导致柔性棘轮的不对称性相比前者,有一定程度的降低。该论文的研究结果能为设计新型柔性纳米器件提供一定的理论参考。
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