Формирование структур пониженной размерности на энергетически неоднородной поверхности полупроницаемых мембран
Рассмотрены особенности строения адсорбционных слоев на энергетически неоднородной поверхности биологических мембран и полупроводниковых сенсоров. На основе фундаментальных термодинамических уравнений показано, что в процессе адсорбции на энергетически неоднородной поверхности формируется гетерогенный адсорбционный слой со свойствами двумерного газа, находящегося при постоянном поверхностном давлении, и координационно-насыщенной фазы, близкой по свойствам к адсорбционной пленке. Показано, что структура координационно-насыщенной фазы имеет фрактальный характер с размер- ностью Хаусдорфа 1 < H < 2, тогда как свойства двумерной газовой фазы позволяют рассматривать фазовый переход и формирование линии разрыва между поверхностными фазами как процесс роста кластера с фрактальной границей в процессе диффузии возбужденных частиц из двумерной газовой фазы. Диффузия на фрактальную границу формирующегося кластера рассмотрена с привлечением дробного оператора диффузии, в результате чего получено уравнение роста координационно-насыщенного кластера пониженной размерности. На основе полученного уравнения разработаны принципы математического моделирования процессов переноса на энергетически неоднородной поверхности сенсоров (биологических мембран).
Авторы: А. И. Мамыкин, М. Н. Шишкина
Направление: Физика
Ключевые слова: Адсорбция, клеточная мембрана, фазовый переход, диффузионный слой, координационно-насыщенный кластер, энергетически неоднородная поверхность, структуры пониженной размерности
Открыть полный текст статьи