Polymer deformation in Brownian ratchets: Theory and molecular dynamics simulations
Notice bibliographique
Résumé
We examine polymers in the presence of an applied asymmetric sawtooth (ratchet) potential which is periodically switched on and off, using molecular dynamics (MD) simulations with an explicit Lennard-Jones solvent. We show that the distribution of the center of mass for a polymer in a ratchet is relatively wide for potential well depths U0 on the order of several kBT. The application of the ratchet potential also deforms the polymer chains. With increasing U0 the Flory exponent varies from that for a free three-dimensional (3D) chain, nu=35 (U0=0), to that corresponding to a 2D compressed (pancake-shaped) polymer with a value of nu=34 for moderate U0. This has the added effect of decreasing a polymer's diffusion coefficient from its 3D value D3D to that of a pancaked-shaped polymer moving parallel to its minor axis D2D. The result is that a polymer then has a time-dependent diffusion coefficient D(t) during the ratchet off time. We further show that this suggests a different method to operate a ratchet, where the off time of the ratchet, toff, is defined in terms of the relaxation time of the polymer, tauR. We also derive a modified version of the Bader ratchet model [Bader, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 13165 (1999)] which accounts for this deformation and we present a simple expression to describe the time dependent diffusion coefficient D(t). Using this model we then illustrate that polymer deformation can be used to modulate polymer migration in a ratchet potential.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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