Управление нанотранспортом с помощью рэтчет-эффекта

Ю.В. Гуляев^†^а, б, А.С. Бугаев^‡^а, б, В.М. Розенбаум^§^в, Л.И. Трахтенберг^*^б, г, д
^аИнститут радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, ул. Моховая 11, кор. 7, Москва, 125009, Российская Федерация
^бМосковский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
^вИнститут химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины, ул. Генерала Наумова 17, Киев, 03164, Украина
^гФедеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ул. А.Н. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация
^дМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Воробьевы горы, Москва, 119991, Российская Федерация

Направленное движение микро- и наночастиц может быть получено не только прямыми методами за счёт действия сил с ненулевым средним значением, задающих направление движения, но и в отсутствие таких сил в системах с нарушенной зеркальной симметрией под действием неравновесных флуктуаций различной природы (моторный, или рэтчет-эффект). В отличие от имеющихся в литературе обзоров по транспорту наночастиц, в данном обзоре особое внимание уделено принципам управления нанотранспортом с помощью рэтчет-эффекта, которое имеет различные практические приложения и, в частности, перспективно для целевой доставки лекарственных препаратов в живых организмах. Наглядно объяснены различные методы создания направленного движения в асимметричных средах посредством выпрямления неравновесных флуктуаций, подводящих энергию в систему и характеризующихся нулевым средним значением прикладываемых реальных или обобщённых сил. Подробно рассматриваются свойства и характеристики рэтчет-систем, их зависимости от температуры, силы нагрузки, особенностей периодического потенциального профиля, в котором движутся наночастицы, частоты флуктуаций этого профиля, его пространственной и временной асимметрии. Представлено систематическое описание факторов, определяющих направление движения рэтчет-систем.

Текст pdf (825 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2019.05.038570

Ключевые слова: управление нанотранспортом, управляемые диффузионные системы, рэтчет-эффект, броуновские моторы
PACS: 05.40.−a, 05.60.Cd (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038570
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/a/
Web of Science

000555762600001
Scopus

2-s2.0-85091336823
ADS NASA

2020PhyU...63..311G
Цитата: Гуляев Ю В, Бугаев А С, Розенбаум В М, Трахтенберг Л И "Управление нанотранспортом с помощью рэтчет-эффекта" УФН 190 337–354 (2020)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 17 января 2019, доработана: 2 мая 2019, одобрена в печать: 22 мая 2019

English citation: Gulyaev Yu V, Bugaev A S, Rozenbaum V M, Trakhtenberg L I “Nanotransport controlled by means of the ratchet effect” Phys. Usp. 63 311–326 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.05.038570

Список литературы (131) Статьи, ссылающиеся на эту (22) ↓ Похожие статьи (20)

Li Zh, Hu X et al Results in Physics 56 107211 (2024)
Contreras-Vergara O, Sánchez-Salas N et al Phys. Rev. E 108 (1) (2023)
Rozenbaum V M, Shapochkina I V et al J Chinese Chemical Soc 70 421 (2023)
Rozenbaum V M, Shapochkina I V, Trakhtenberg L I Jetp Lett. 118 369 (2023)
Qiao L, Szuttor K et al Nano Lett. 23 1343 (2023)
Rozenbaum V M, Shapochkina I V et al J Chinese Chemical Soc 70 209 (2023)
Li Zh, Hu X et al Phys. Rev. A 108 (5) (2023)
Shapochkina I V, Rozenbaum V M 25 349 (2022)
Rozenbaum V M, Shapochkina I V, Trakhtenberg L I Jetp Lett. 116 902 (2022)
Nath J, Das S et al Physica D: Nonlinear Phenomena 440 133452 (2022)
Ridley M, Talarico N W et al J. Phys. A: Math. Theor. 55 273001 (2022)
Stovbun S V, Vedenkin A S et al Russ. J. Phys. Chem. B 16 1147 (2022)
Terets A D, Korochkova T Y et al 41 (2022)
Rozenbaum V M, Dekhtyar M L et al Jetp Lett. 113 738 (2021)
Shapochkina I V, Savina N D et al Journal of the Belarusian State University. Physics (1) 41 (2021)
Shapochkina I V, Korochkova T Y et al 24 71 (2021)
Shapochkina I V, Savina N D et al Journal of the Belarusian State University. Physics (2) 71 (2021)
Poddubny A N, Golub L E Phys. Rev. B 104 (20) (2021)
Rozenbaum V M, Korochkova T Y et al Phys. Rev. E 104 (1) (2021)
Rozenbaum V M, Shapochkina I V, Trakhtenberg L I Jetp Lett. 112 316 (2020)
Eroshenko Yu N Успехи физических наук 190 762 (2020) [Eroshenko Yu N Phys.-Usp. 63 730 (2020)]
Terets A D, Korochkova T Y et al Him. Fiz. Tehnol. Poverhni 11 395 (2020)