调节自主化学燃料信息棘轮的力、速度和效率

通过信息棘轮机制运作的自主化学燃料分子机器支撑着维持生命的非平衡过程。这些生物分子马达已经演化得非常适合它们执行的任务。最近开发了通过类似机制运作的合成系统，其最简结构使得能够评估结构变化对机器性能的影响。在这里，我们探讨改变燃料和形成障碍物种的对基于氨基亚磷酸酯燃料的棘轮状信息棘轮的非平衡操作的影响。我们检查机器催化燃料到废物反应的能力，并从中获取能量以驱动宏环的定向位移。这些特性与棘轮输出的速度、力、功率和效率本质上是相关联的。我们发现，就像生物分子马达和宏观机器一样，优化一个特征（如速度）可能会妨碍其他特征（如棘轮能产生的力）。在开发用于特定应用的人工分子马达时，平衡速度、功率、效率和方向性可能会显得重要。