Bulk-mediated surface diffusion on a cylinder in the fast exchange limit
- In various biological systems and small scale technological applications particles transiently bind to a cylindrical surface. Upon unbinding the particles diffuse in the vicinal bulk before rebinding to the surface. Such bulk-mediated excursions give rise to an effective surface translation, for which we here derive and discuss the dynamic equations, including additional surface diffusion. We discuss the time evolution of the number of surface-bound particles, the effective surface mean squared displacement, and the surface propagator. In particular, we observe sub- and superdiffusive regimes. A plateau of the surface mean-squared displacement reflects a stalling of the surface diffusion at longer times. Finally, the corresponding first passage problem for the cylindrical geometry is analysed.
| Verfasserangaben: | Aleksei V. ChechkinORCiDGND, I. M. Zaid, M. A. Lomholt, Igor M. SokolovORCiDGND, Ralf MetzlerORCiDGND |
|---|---|
| DOI: | https://doi.org/10.1051/mmnp/20138208 |
| ISSN: | 0973-5348 |
| Titel des übergeordneten Werks (Englisch): | Mathematical modelling of natural phenomena |
| Verlag: | EDP Sciences |
| Verlagsort: | Les Ulis |
| Publikationstyp: | Wissenschaftlicher Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Jahr der Erstveröffentlichung: | 2013 |
| Erscheinungsjahr: | 2013 |
| Datum der Freischaltung: | 26.03.2017 |
| Freies Schlagwort / Tag: | Bulk-mediated diffusion; Levy flights; anomalous diffusion; stochastic processes |
| Band: | 8 |
| Ausgabe: | 2 |
| Seitenanzahl: | 13 |
| Erste Seite: | 114 |
| Letzte Seite: | 126 |
| Fördernde Institution: | Academy of Finland (FiDiPro scheme) |
| Organisationseinheiten: | Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie |
| Peer Review: | Referiert |
| Externe Anmerkung: | Zweitveröffentlichung in der Schriftenreihe Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe ; 593 |
