分子機械の確率的エネルギー論 : ミクロとマクロを結ぶ設計論-1
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概要
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中間領域の力学は,複素拡散方程式で記述できる.拡散係数や質量対応項をどの様な数値を採用するにより,原子・分子の基礎方程式(シュレディンガー方程式)から,宇宙規模に至るまで表現できた.この方程式が,成立する条件は,現象の根底に拡散過程やマルコフ過程が存在するが求められる.分子機械は,熱ノイズと共存する機械である.周囲の環境と共存し,周囲の環境から共鳴現象(確率共鳴)を通して効果的に運動器にエネルギーを取り入れている.もし,共鳴現象が存在しなければ,エネルギーの伝達効率や動作効率は,非常に悪くなる.この共鳴現象は,量子力学的には運動器の分子構造全体での協調運動でありコヒーレント現象である.我々は,単純な確率共鳴型の分子機械としてStochastic Inclined Rods Model (SIRM)を提案して,その動作を解析した.確率共鳴によりエネルギーを得たSIRMは,ドリフトを伴うブラウン運動(並進運動+ブラウン運動)行う.確率共鳴が生じるためには,速度の2乗より高次の散逸子が必要である.この散逸項が存在する時,分子機械に並進運動が発生し,ATPの加水分解の熱が新たに散逸力に加わる.そして,散逸力が分子機械に加えられた外力と結合して,力学・散逸力結合というべき関係が生じている.つまり,高次の非線形散逸力は,外力と結びついて分子機械を動かす動力となりえることが判明する.
- 2008-10-05
著者
-
中野 正博
産業医科大学・産業保健学部
-
山中 真
藤田保健衛生大学・医療科学部・看護学科
-
根本 哲也
国立長寿医療センター研究所・長寿医療工学研究部
-
伊藤 安海
国立長寿医療センター研究所・長寿医療工学研究部
-
小井手 一晴
国立長寿医療センター研究所・長寿医療工学研究部
-
松浦 弘幸
国立長寿医療センター研究所・長寿医療工学研究部
-
野田 信雄
国立長寿医療センター研究所
-
山中 真
国立長寿医療センター・長寿医療工学研究部
-
中野 正博
佐賀大理工・九大理
-
中野 正博
産業医科大学 保健情報科学科
-
中野 正博
産業医科大学
-
根本 哲也
国立長寿医療センター,長寿医療工学研究部
-
松浦 弘幸
国立長寿医療センター,長寿医療工学研究部
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