發現並解釋非平衡空乏力 nonequilibrium depletion force

在真實的環境下,例如細胞或是膠體溶液, 常常在系統內有多種成分。 因此系統的非平衡反應不只取決於單個成份對會環境的反應,而是取決於各種成分間的互動。實驗室在這方面所進行的研究是發現證明了當高分子跟膠體粒子混合時,在溫度梯度下,會有一種新的力產生,稱為非平衡空乏力。 (nonequilibrium depletion force)。 這種力跟滲透壓以及空乏力(depletion force)有同樣的起源。 也跟濃度梯度泳動(diffusiophoresis)有關。 非對稱的高分子分布會對膠體粒子產生力學效應。這研究研究主要是說明兩種非平衡的現象可以互相偶合來產生新的效應,使得可以控制其中之一個效應來控制另一現象,讓熱泳動可以被定量控制。這種現象可以作為一種新的對膠體及對生物分子的光學操作,就如同光鉗一樣。除了理論上的說明, 這種利用高分子的非平衡分布來控制溶液的滲透壓預期在生物系統上也會有直接的應用。

論文
Hong-Ren Jiang, Hirofumi Wada, Natsuhiko Yoshinaga, and Masaki Sano
Manipulation of Colloids by Nonequilibrium Depletion Force in a Temperature Gradient,
Phys. Rev. Lett 102, 208301 (2009)  http://link.aps.org/abstract/PRL/v102/e208301