模拟可以帮助揭示分子结构决定功能的复杂方式。在这里,我们使用分子模拟来说明分子电动机结构的轻微变化会导致电动机的典型动力学行为与反向方向相反。受自主合成链苯烷电动机的启发,我们研究了最小运动模型的分子动力学,由沿着沿着包含散布的结合位点和催化位点的轨道移动的穿梭环组成。结合位点吸引了穿梭环,而催化位点加快了分子物种之间的反应,可以将其视为燃料和废物。当将燃料和废物保持在非平衡稳态浓度中时,反应驱动沿轨道的飞行环的指示运动的自由能。使用此模型和非平衡分子动力学,我们表明可以通过简单地调整轨道上的结合和催化位点之间的间距来逆转穿梭环的方向。我们提出了当前逆转背后的一个空间机制,并由模拟的动力学测量支持。这些结果证明了分子模拟如何指导人工分子电机的未来发展。
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