信息是物理的,这一认识改变了测量和通信的物理。然而,化学系统中的信息、能量和力学之间的流动在很大程度上还没有被探索。有鉴于此,卢森堡大学的Penocchio Emanuele等研究人员,报道了合成分子马达的信息热力学分析。
本文要点
1)研究人员从信息热力学的角度分析了一个极简自主的化学驱动分子马达,这个框架定量地将信息与其他热力学参数联系起来。
2)这种处理揭示了如何通过“能量流”和“信息流”将自由能从化学过程转移到机械(构象和/或共构象)过程,从而产生定向运动。
3)它提供了对分子马达的一般热力学理解,补充了以前基于动力学的分析,并对机器设计具有实际意义。
4)根据动力学分析,研究人员发现动力冲程不会影响化学驱动机器的方向性。然而,研究人员发现功率冲程可以调节电机速度、自由能传递效率和每循环消耗的燃料分子数。
本文研究可能有助于解释这种(共)构象变化在生物机器中的作用,并说明化学系统中能量和信息之间的相互作用。
参考文献:
Shuntaro Amano, et al. Insights from an information thermodynamics analysis of a synthetic molecular motor. Nature Chemistry, 2022.
DOI:10.1038/s41557-022-00899-z
https://www.nature.com/articles/s41557-022-00899-z