Research on the lubrication mechanism of bacterial flagellar motor and applications to nano machines

细菌鞭毛马达润滑机理及其在纳米机器中的应用研究

基本信息

  • 批准号:
    15560113
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research, we investigated the driving and lubrication mechanism of bacterial flagellar motor in order to develop new guiding principle of nanomachine construction.In nanoscale, different kind of physical effects has essential role on driving and lubrication mechanism of machines. Until now we do not know the guiding principle to construct nonomachine. Bacterial having flagellar motor sometimes called living nanomachine as it has motor, journal bearing universal joint and screw. Our main idea is to know the mechanism of bacterial flagellar motor and utilizing these mechanisms to the driving and lubrication system of nanomachines.In a recent study, we estimated parameters in the tribology of the PL ring. By using theory of the classical hydrodynamic lubrication, we calculated load capacitance. Resulting load capacitance is order of 0.1pN(×10^<-12>N) and this values is not adequate to compensate driving force (0.5pN) Furthermore, intermolecular force between rod and journal becomes order of 10^2pN that is far bigger than load generated by driving force.Thus, we concluded that new lubrication mechanism must be introduced to explain the behavior of PL ring. We proposed use of diffusive double layer as possible candidate of lubrication mechanism. We estimated the load capacitance generated by this effect and showed the adequate amount of repulsive force can be obtained by this mechanism We formulated new lubrication mechanism using the effects of diffusive double layer that is known as the origin of stability in hydrophobic colloidal solution. It is shown that this mechanism gives enough load capacitance to compensate the various forces between journal and rod.
在这项研究中,我们研究了细菌旗杆运动的驾驶和润滑机制,以开发纳米机械结构的新指导原理。在纳米级,不同类型的物理效应在机器的驾驶和润滑机制中具有重要作用。到目前为止,我们还不知道构建nonomachine的指导原则。带有旗杆电动机的细菌有时称为活纳米机器,因为它具有通用关节和螺钉的日志。我们的主要思想是了解细菌鞭毛运动的机制,并利用这些机制来实现纳米机械的驱动和润滑系统。在最近的一项研究中,我们估计了PL环的摩擦学参数。通过使用经典流体动力润滑的理论,我们计算了负载电容。由此产生的负载电容为0.1pn(×10^<-12> n),并且该值不足以补偿驱动力(0.5pn),此外,Rod和Jourjear之间的分子间力变成10^2pn的订单,该订单远远超过了由驱动力产生的载荷。我们建议使用扩散双层作为润滑机制的候选。我们估计了这种作用产生的负载能力,并表明可以通过这种机制获得足够的排斥力,我们使用不同的双层的效果制定了新的润滑机制,而不同的双层被称为疏水胶体溶液中稳定性的起源。结果表明,该机制具有足够的负载电容来补偿期刊和杆之间的各种力。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
バクテリアべん毛モータ潤滑機構の拡散二重層モデル
细菌鞭毛运动润滑机制的扩散双层模型
摩耗現象の定義と記述
磨损现象的定义和描述
Study on the elements of bacterial flagellar motor as mechanical elements of nano machines
作为纳米机器机械元件的细菌鞭毛运动元件的研究
About the definition of Tribological phenomena
关于摩擦学现象的定义
中野 隆: "マイルド摩耗は実在か"トライポロジー会議予稿集 東京 2003-5. 2003-5. 53-54 (2003)
Takashi Nakano:“轻微磨损是真实的吗?”东京摩擦学会议论文集 2003-5(2003 年)。
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