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细菌浴中的自启动微电机。

Self-starting micromotors in a bacterial bath.

作者信息

Angelani Luca, Di Leonardo Roberto, Ruocco Giancarlo

机构信息

Research Center SMC INFM-CNR, Università di Roma Sapienza, I-00185, Roma, Italy.

出版信息

Phys Rev Lett. 2009 Jan 30;102(4):048104. doi: 10.1103/PhysRevLett.102.048104.

DOI:10.1103/PhysRevLett.102.048104
PMID:19257480
Abstract

Micromotors pushed by biological entities, such as motile bacteria, constitute a fascinating way to convert chemical energy into mechanical work at the micrometer scale. Here we show, by using numerical simulations, that a properly designed asymmetric object can be spontaneously set into the desired motion when immersed in a chaotic bacterial bath. Our findings open the way to conceive new hybrid microdevices exploiting the mechanical power production of bacterial organisms. Moreover, the system provides an example of how, in contrast with equilibrium thermal baths, the irreversible chaotic motion of active particles can be rectified by asymmetric environments.

摘要

由诸如运动细菌等生物实体推动的微电机,是在微米尺度将化学能转化为机械功的一种引人入胜的方式。在此,我们通过数值模拟表明,一个设计合理的不对称物体浸入混沌细菌浴中时可自发地进入期望的运动状态。我们的发现为构思利用细菌生物体产生的机械动力的新型混合微器件开辟了道路。此外,该系统提供了一个示例,说明与平衡热浴不同,活性粒子的不可逆混沌运动如何能被不对称环境整流。

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