分子马达单向梯跳运动的偏压涨落模型

提出了一个研究分子马达单向梯跳运动的含色噪声的偏压涨落模型 .在绝热近似下给出了几率速流的表达式 .用Monte_Carlo方法模拟了马达分子的力与速度关系和梯跳运动     

世界上最小的马达——分子马达

世界上最小的马达在哪里?就在我们每个人的身体里,它被称为"分子马达"(molecular motor).分子马达是生物体内的一类蛋白质,就像传统的马达一样,它们"燃烧"燃料,做出特定的运动,完成特定的功能.它们是生物体内的"化学能与机械能之间的转换器".某些分子马达也有定子、转子,只不过它们的尺寸都非常小,以纳米为单位,所以被称为世界上最小的马达."生命在于运动",这对于分子马达来说最确切不过了.每个生物体内都有成千上万的分子马达,光合作用需要分子马达,细胞的分裂需要分子马达,肌肉运动也是分子马达在起作用生物体内分子马达无处不在.     

利用偶极子模型研究肌球蛋白Ⅵ的定向运动

从整个肌球蛋白分子马达系统的结构特点和实验现象出发, 利用电偶极子模型构建一个势能函数, 应用朗之万方程讨论其定向运动行为. 通过调整分子马达电偶极子参数, 模拟得到了肌球蛋白Ⅵ分子马达系综沿微丝负向的平均位移和平均粒子流, 并讨论了负载力和马达偶极子转动速率对肌球蛋白Ⅵ系综运动的影响. 研究发现, 分子马达的运动方向会随马达偶极子旋转方向的不同而变化, 马达偶极子逆时针旋转时分子马达向微丝负端运动(此时对应肌球蛋白Ⅵ), 顺时针旋转时分子马达向正端运动(此时对应肌球蛋白Ⅴ); 当负载力很大时, 肌球蛋白Ⅵ甚至会向微丝的正端运动.     

分子马达运动:生命滑动的乐章

生命在于运动,因此运动对生命而言具有至关重要的意义。肌球蛋白、动力蛋白和驱动蛋白是三种重要的分子马达,负责肌肉细胞和非肌肉细胞的运动。肌球蛋白与肌动蛋白间滑动构成肌肉收缩的基础;动力蛋白和驱动蛋白沿微管运动在细胞内物质运输,有丝分裂、减数分裂中染色体分离过程和细胞骨架动力学方面发挥重要作用。分子马达突变或缺陷可导致遗传性神经病变、严重型肌病和呼吸道慢性感染等发生。因此,分子马达运动的相关研究成果为多种疾病治疗提供新的策略。文章回顾了分子马达的研究历程、生物学作用和应用意义。     

基于分子马达运行机制的骨骼肌生物力学原理研究进展

骨骼肌是人体运动之源,一直吸引着国内外学者竞相研究,旨在揭示骨骼肌收缩机理,并且相关研究成果已经获得诺贝尔奖.本文首先阐述了骨骼肌生物力学模型研究现状,归纳出自上而下和自下而上的两种开展骨骼肌生物力学模型的研究策略;并从分子马达的多力场耦合机理与集体运行机制、骨骼肌收缩的生物电化学驱动与控制原理两大方面进行了综述,讨论了进行实验验证的解决方案,总结出基于骨骼肌收缩源头——分子马达的微观运行机制来研究骨骼肌生物力学原理的新思路.最后简要评述了目前研究中存在的不足,探讨了今后需深入研究的方向.     

转动分子马达：ATP合成酶

生物分子马达处在生命与纳米两学科的交叉点上,注定会成为本世纪基础研究的主角之一。ATP合成酶是最精妙的生物分子马达之一,有关它的研究尽管经历了60多年,但突破性进展出现在最近十年,部分原因是单分子技术的发展,更要归功于物理学家、生化学家及计算学家等的联合交叉研究。本文回顾了ATP合成酶研究的历程,展示了主要成果,也提出了面临的问题。     

纳米生物技术

纳米生物技术是纳米技术和生物技术相结合的产物,本文主要从生物芯片、分子马达、纳米探针、纳米生物材料以及其他纳米生物技术等方面介绍了此领域里的重要发展.     

动点马达蛋白的研究与展望

动点是染色体着丝粒上的一个3层结构的特化部位，现在已经发现了CENP－E，动力蛋白（dynein）和MCAK三种定位于动点最外层－－冠状纤维的马达蛋白，并且对它们的功能进行了深入的研究，细胞有丝分裂期的一些作用机制已经逐渐地展现在面前。对马达蛋白在活细胞染色体上运动的研究将有助于阐述其在梁色体运动各个时期的分子机理。     

纳为生物技术

纳米生物技术是纳米技术和生物技术相结合的产物,本文主要人生物芯片、分子马达、纳米探针、纳米生物材料以及其他纳米生物技术等方面介绍了此领域里的重要发展。     

肌球蛋白分子马达的多力场耦合机理分析

肌肉收缩中肌球蛋白分子马达的微观循环过程动态力学原理尚未揭示清楚,从影响肌球蛋白分子马达的vander Waals力、Casimir力、静电力及布朗力耦合作用入手,研究了肌球蛋白分子马达向肌动蛋白丝接近过程中的动态力学行为,构建了相应的动力学模型,并通过Monte Carlo方法对随机动力学方程进行了模拟计算.结果表明,接近过程中当分子马达与肌动蛋白丝表面距离大于3nm时,起主要作用的力为Casimir力和静电力;当距离小于3nm时,vander Waals力和静电力使分子马达向肌动蛋白丝轨道快速接近.通过比较几个力的影响发现,接近过程中两结合位点的静电力起主导作用,计算结果与肌球蛋白分子马达实验结果符合较好.     

聚集态分子内运动触发的生物光热诊疗

运动是物质的基本属性之一.关于分子运动的研究由来已久,然而它们大多数只能在分子的孤立态、气相或溶液态下开展.分子在聚集态下的运动往往由于分子间的位阻效应很难实现.本文介绍了通过调控分子内运动方式(包括分子内基团转动、扭曲分子内电荷转移和分子内键伸缩振动)和分子聚集态行为等可有效实现分子在聚集态下的运动,为分子聚集态科学的发展打开了一扇新的窗户.与此同时,这种强劲的聚集态分子内运动可实现有效的光热转化,在光声成像、热红外成像和光热治疗等生物纳米应用方面有显著的发展优势.     

Science，Nature封面精选

2008年11月21日的science封面文章介绍了观测分子的新方法——超快激光。这种新方法可以用来观察当分子形态发生变化时其电子是如何重新分布的。对化学反应做全方位观测，包括反应中原子如何运动、电子如何重新分布是分子科学的至高追求。     

光驱动微纳马达的运动机理及其性能

微纳马达是指在外界各种能量(光、电、磁、热、化学能等)的刺激下,具有运动性能(包括转动、翻转、梭动、收缩、聚集等)且尺寸为微米或纳米级的微观器件.相对于传统的微纳颗粒而言,微纳马达的可控运行的特性使之在应对未来生物临床、环境治理、微纳器械、微纳加工等领域的实际问题时具备明显优势.光驱动微纳马达作为本领域十分重要的一种类型,由于具有运动远程可控的独特性能而备受关注.本文首先对微纳马达进行了简单的介绍,然后详细地介绍光驱动微纳马达设计的基本原则及驱动机理、光驱动马达的分类、运动特征以及潜在应用,最后对光驱动微纳马达目前面临的挑战以及未来的发展进行了评述.     

多原子分子碰撞的核运动的完全Hamiltonian

Curtiss和Broeks等人对两个分子碰撞的Hamiltonian作过一些讨论,但他们都未给出碰撞单体的动能算符的具体形式,而我们在文献[3]中提出过“内坐标形式的多原子分子振转耦合方程,”本文利用更简单的方法推导了两个碰撞分子相对运动的动能算符,并且在考虑了两个单体分子的相对定向后,利用文献[3]的结果,给出了多原子分子碰撞的核运动的完全Hamiltonian的具体     

纳米马达的驱动机理研究进展

纳米马达是一种将其他形式能量转化为机械能从而产生定向运动的纳米机器。文章概要介绍了不同种类纳米马达驱动 机理的研究现状，简略分析了纳米马达在实际应用中存在的困难，并对未来的发展趋势进行初步展望。     

分子模拟的发展及应用

因发展分子模拟方法使得在分子和原子水平上研究复杂体系的运动及反应成为可能,2013年度的诺贝尔化学奖颁给了三位美国科学家——哈佛大学的卡普卢斯、斯坦福大学的莱维特以及南加州大学的瓦尔谢勒。为理解他们工作的科学意义,本文就分子模拟的发展及应用做一简单介绍。     

双原子分子中一个电子所受到的作用势的探讨

探讨了分子中一个电子所受到的作用势，并在自旋限制Hartree-Fock分子轨道理论框架下，利用MELD从头计算程序以及自编程序计算出该作用势，并使用MATLAB展示出其三维立体图像，对HF，HCl，HBr，LiF，LiCl和LiBr等双原子分子中一个电子所受到的作用势进行了系统的研究，从三维立体图像，可以清楚直观地展示出在分子中一个电子受到的作用势的变化情况，可加深对分子中电子运动和化学成键的理解。     

有机/无机复合型电、磁分子功能材料

介绍了分子导体、超导体和分子铁磁体等功能性分子材料发展的背景,回顾了其发展历史;对构建和组装功能性超分子材料的前体化合物所应具备的结构特点进行了描述和总结;综述了分子导体、超导体和分子铁磁体等功能性分子材料的最新研究进展及其导电、超导、磁相互作用的原理;最后评述了多功能分子材料物理性质间的协同效应机制,并展望了这一领域的发展趋势和前景。     

利用扫描隧道显微镜研究单分子的最新进展

介绍了近年来单分子科学的最新研究进展和单分子研究的主要方法与技术手段,特别是利用扫描隧道显微镜进行的单分子研究工作。通过对在单分子尺度下若干特殊的物理现象和效应的讨论,说明单分子器件在未来科技中的巨大潜力,以及单分子研究对物理学发展所提供的机遇和挑战。     

分子电子学

由分子材料做成的电子元件,线度一般为毫微米数量级。单个分子就有可能被做成固体电路中的一个基本元件。分子材料在光电子学,数据处理及模式识别等方面曾展示了迷人的前景,以致到后来SDRC成功地创立了分子电子学这门科学。目前用在这方面的预算每年不少于一百万英镑,但是还不知道我们是否能获得分子材料的资源。