纳米槽的群体可以提高任何机器的效率

时间：2021-08-03 15:52:02 来源：

能量转换网络的功率输出的密度图，该电力输出包括由球形所示的纳米机械组成。功率从红色到蓝色增加，因此在与由白色虚线包围的区域对应的同步相位中，网络的输出最大化。卢森堡大学

卢森堡大学Massimiliano Esposito教授的研究团队研究了小纳米筒虫的热力学。

所有机器将一种形式的能量转换为另一种形式 - 例如汽车发动机将存储在燃料中的能量变成运动能量。由理论描述的能量转换的过程，称为热力学，不仅在大机器的宏观水平上进行，而且还在推动肌肉或代谢过程甚至原子水平的分子机器的微观水平。卢森堡大学Massimiliano Esposito教授的研究小组研究了小纳米梭中的热力学，只由几个原子组成。在发表在着名的科学期刊物理审查X中的论文中，他们概述了这些小型机器如何在音乐会上表现出色。他们的见解可用于提高各种机器的能效，大或小。

纳米技术的最新进展使研究人员能够了解更小的秤的世界，甚至可以实现极小的人造机器的设计和制造。“有证据表明，这些机器比大型机器更有效，如汽车。然而，由于绝对术语，与我们在日常生活应用中的需求相比，输出较低，“斯派奥托研究组和纸张主要作者的博士学生解释。“这就是为什么我们研究了纳米箱如何互相互动，并研究那些小机器的乐曲。我们想看看是否在演唱会上存在协同作用。“

研究人员发现，在某些条件下的纳米机开始安排在“群”并同步他们的运动。“我们可以表明机器的同步触发了显着的协同效果，使得集合的总能量输出远远大于近象输出的总和，”埃斯迈斯教授说。研究人员解释说，虽然这是基本研究，本文概述的原则可能用于提高任何机器的效率，才能在未来提高任何机器的效率。

为了模拟和研究纳米槽的大群的能量行为，科学家们创造了基于现有文学和实验研究结果的数学模型。

出版物：Tim Herpich等，“集体力量：非预测阶段过渡的热力学的最小模型，“物理”。Rev. x 8,031056,2018; DOI：10.1103 / physrevx.8.031056

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