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”

Mechanochemical active ratchet

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10490978" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10490978 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=WSq7KaMk0T" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=WSq7KaMk0T</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41598-023-47465-2" target="_blank" >10.1038/s41598-023-47465-2</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Mechanochemical active ratchet

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Self-propelled nanoparticles moving through liquids offer the possibility of creating advanced applications where such nanoswimmers can operate as artificial molecular-sized motors. Achieving control over the motion of nanoswimmers is a crucial aspect for their reliable functioning. While the directionality of micron-sized swimmers can be controlled with great precision, steering nano-sized active particles poses a real challenge. One of the reasons is the existence of large fluctuations of active velocity at the nanoscale. Here, we describe a mechanism that, in the presence of a ratchet potential, transforms these fluctuations into a net current of active nanoparticles. We demonstrate the effect using a generic model of self-propulsion powered by chemical reactions. The net motion along the easy direction of the ratchet potential arises from the coupling of chemical and mechanical processes and is triggered by a constant, transverse to the ratchet, force. The current magnitude sensitively depends on the amplitude and the periodicity of the ratchet potential and the strength of the transverse force. Our results highlight the importance of thermodynamically consistent modeling of chemical reactions in active matter at the nanoscale and suggest new ways of controlling dynamics in such systems.

  • Název v anglickém jazyce

    Mechanochemical active ratchet

  • Popis výsledku anglicky

    Self-propelled nanoparticles moving through liquids offer the possibility of creating advanced applications where such nanoswimmers can operate as artificial molecular-sized motors. Achieving control over the motion of nanoswimmers is a crucial aspect for their reliable functioning. While the directionality of micron-sized swimmers can be controlled with great precision, steering nano-sized active particles poses a real challenge. One of the reasons is the existence of large fluctuations of active velocity at the nanoscale. Here, we describe a mechanism that, in the presence of a ratchet potential, transforms these fluctuations into a net current of active nanoparticles. We demonstrate the effect using a generic model of self-propulsion powered by chemical reactions. The net motion along the easy direction of the ratchet potential arises from the coupling of chemical and mechanical processes and is triggered by a constant, transverse to the ratchet, force. The current magnitude sensitively depends on the amplitude and the periodicity of the ratchet potential and the strength of the transverse force. Our results highlight the importance of thermodynamically consistent modeling of chemical reactions in active matter at the nanoscale and suggest new ways of controlling dynamics in such systems.

Klasifikace

  • Druh

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

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GC20-24748J" target="_blank" >GC20-24748J: Vztah kolektivní a jedno-částicové dynamiky v procesech single-file difúze v periodických strukturách</a><br>

  • Návaznosti

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

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

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

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Scientific Reports

  • ISSN

    2045-2322

  • e-ISSN

    2045-2322

  • Svazek periodika

    13

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    9

  • Strana od-do

    20572

  • Kód UT WoS článku

    001124211800003

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85177679963