基本介紹
- 中文名：布朗馬達
- 外文名：Brownian motor
- 控制：熱趨動程式
- 實質：納米或分子裝置
- 性質：推動馬達
簡介,布朗運動,漲落定理,另見,
簡介
布朗馬達是奈米或分子裝置，以熱趨動程式(化學套用)來控制及用來產生指向性的運動及做機械能或電能的功。這個小馬達在粘性遠大於慣性的環境下運用，而且熱噪聲使得它有如在龍捲風中行走般地難以走在一定的方向上：推動馬達於一指定方向的力比環境所施的無規則的力要小的許多。因為這一類的馬達強烈地依賴著熱噪聲，使得布朗馬達只在奈米尺度下才可能實現。
在生物學里，許多細胞內的蛋白質分子馬達實際上即是一種布朗馬達。此一分子馬達將存在三磷酸腺苷內的化學能轉換至機械能。例如三磷酸腺苷酶馬達，其作用即是水解ATP來產生指向性的能量。此一指向性的能量會使粒子(或離子或多肽)偏向；其結果最終會使得粒子擴散的靜移動會強烈地偏向一個方向。
布朗馬達的力學與活動是現今理論及實驗生物物理學研究的客題。布朗馬達有時會用佛克耳-普朗克方程或以蒙特·卡羅方法來模擬。許多的研究者現在都忙著想要了解分子尺寸的馬達如何在不可忽略的熱噪聲中運作。這一馬達的熱力學被歸在擾動定理的分支中。
布朗運動
布朗運動（Brownianmotion）是微小粒子或者顆粒在流體中做的無規則運動。布朗運動過程是一種常態分配的獨立增量連續隨機過程。它是隨機分析中基本概念之一。其基本性質為：布朗運動W(t)是期望為0、方差為t（時間）的正態隨機變數。對於任意的r小於等於s，W(t)-W(s)獨立於的W(r)，且是期望為0、方差為t-s的正態隨機變數。可以證明布朗運動是馬爾可夫過程、鞅過程和伊藤過程。
漲落定理
漲落定理是統計力學中的一個定理，用來處理遠離熱力學平衡（熵最大值）之下，系統的熵會在某一定時間中增加或減少的相對機率。熱力學第二定律預測一獨立系統的熵應該趨向增加，直到其達到平衡為止，但在統計力學被發現之後，物理學家了解到第二定律只是統計上的一種行為，因此應該總是有一些機率會使得獨立系統的熵會自發性地減少；漲落定理準確地量化了此機率。
另見
- 布朗棘輪
- 擾動定理
- 羅勃特‧布
