Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Diffusion coefficient and power spectrum of active particles with a microscopically reversible mechanism of self-propelling

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F22%3A10454899" target="_blank" >RIV/00216208:11320/22:10454899 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=86_pyvhA-d" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=86_pyvhA-d</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1063/5.0101520" target="_blank" >10.1063/5.0101520</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Diffusion coefficient and power spectrum of active particles with a microscopically reversible mechanism of self-propelling

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Catalytically active macromolecules are envisioned as key building blocks in the development of artificial nanomotors. However, theory and experiments report conflicting findings regarding their dynamics. The lack of consensus is mostly caused by the limited understanding of the specifics of self-propulsion mechanisms at the nanoscale. Here, we study a generic model of a self-propelled nanoparticle that does not rely on a particular mechanism. Instead, its main assumption is the fundamental symmetry of microscopic dynamics of chemical reactions: the principle of microscopic reversibility. Significant consequences of this assumption arise if we subject the particle to the action of an external time-periodic force. The particle diffusion coefficient then becomes enhanced compared to the unbiased dynamics. The enhancement can be controlled by the force amplitude and frequency. We also derive the power spectrum of particle trajectories. Among the new effects stemming from the microscopic reversibility are the enhancement of the spectrum at all frequencies and sigmoid-shaped transitions and a peak at characteristic frequencies of rotational diffusion and external forcing. Microscopic reversibility is a generic property of a broad class of chemical reactions. Therefore, we expect that the presented results will motivate new experimental studies aimed at testing our predictions. This could provide new insights into the dynamics of catalytic macromolecules. Published under an exclusive license by AIP Publishing.

  • Název v anglickém jazyce

    Diffusion coefficient and power spectrum of active particles with a microscopically reversible mechanism of self-propelling

  • Popis výsledku anglicky

    Catalytically active macromolecules are envisioned as key building blocks in the development of artificial nanomotors. However, theory and experiments report conflicting findings regarding their dynamics. The lack of consensus is mostly caused by the limited understanding of the specifics of self-propulsion mechanisms at the nanoscale. Here, we study a generic model of a self-propelled nanoparticle that does not rely on a particular mechanism. Instead, its main assumption is the fundamental symmetry of microscopic dynamics of chemical reactions: the principle of microscopic reversibility. Significant consequences of this assumption arise if we subject the particle to the action of an external time-periodic force. The particle diffusion coefficient then becomes enhanced compared to the unbiased dynamics. The enhancement can be controlled by the force amplitude and frequency. We also derive the power spectrum of particle trajectories. Among the new effects stemming from the microscopic reversibility are the enhancement of the spectrum at all frequencies and sigmoid-shaped transitions and a peak at characteristic frequencies of rotational diffusion and external forcing. Microscopic reversibility is a generic property of a broad class of chemical reactions. Therefore, we expect that the presented results will motivate new experimental studies aimed at testing our predictions. This could provide new insights into the dynamics of catalytic macromolecules. Published under an exclusive license by AIP Publishing.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10300 - Physical sciences

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GC20-02955J" target="_blank" >GC20-02955J: Dynamika a termodynamika umělých a přírodních aktivních systémů se zpožděním</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2022

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Chemical Physics

  • ISSN

    0021-9606

  • e-ISSN

    1089-7690

  • Svazek periodika

    157

  • Číslo periodika v rámci svazku

    10

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    104108

  • Kód UT WoS článku

    000860302100009

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85137258737