Введение
1 Анализ литературы и постановка задач исследования 7
1.1 Примеры процессов, контролируемые энтропийным фактором 7
1.2 Концепции, методы и основные результаты 10
1.2.1 Базовая модель 10
1.2.2 Особенности диффузии в неоднородных средах и в условиях пространственных ограничений 12
1.2.3 Выход броуновской частицы из полости сквозь малое отверстие 13
1.2.4 Перенос частиц через капиллярные каналы 14
1.2.5 Диффузия в каналах и трубках переменного сечения 16
1.3 Задачи исследования 25
2 Диффузия в квазиодномерных структурах 27
2.1 Формулировка подхода 27
2.2 Общая формула для эффективного коэффициента диффузии 30
2.3 Диффузия в периодически расширяющейся трубке 32
2.4 Выводы 35
3 Диффузия в трубках с альтернирующим сечением 36
3.1 Диффузионный транспорт в отсутствие внешних воздействий 37
3.1.1 Статистика времен переходов 37
3.1.2 Эффективный коэффициент диффузии 41
3.2 Диффузионный транспорт под действием внешних воздействий 45
3.2.1 Эффективная подвижность 45
3.2.2 Эффективный коэффициент диффузии 49
3.3 Выводы 54
4 Энтропийный броуновский мотор 55
4.1 Молекулярные моторы и насосы 56
4.1.1 Белковые моторы 56
4.1.2 Синтетические моторы 58
4.2 Броуновские моторы 62
4.3 Зависимость эффективной подвижности от приложенной силы в трубках различной структуры 64
4.4 Дрейф частицы в периодически сужающейся трубке, индуцируемый периодически меняющейся по направлению силой 67
4.5 Выводы 77
5 Характеристики энтропийного броуновского мотора . 78
5.1 Эффективность преобразования энергии 78
5.1.1 Адиабатический предел 79
5.1.2 Влияние частоты возмущений 80
5.2 Выпрямление синусоидального сигнала 81
5.2.1 Затухание скорости дрейфа с ростом частоты переключений 82
5.3 Выпрямление сигнала, изменяющегося по случайному закону 84
5.4 Обсуждение результатов 87
5.5 Выводы 89
Заключение 90
Литература
