Исследование гетерогенного адсорбционного слоя на энергетически неоднородной поверхности биологического и полупроводникового сенсоров

Рассмотрены особенности формирования адсорбционных слоев на энергетически неоднородной поверхности биологических мембран и пористых кристаллов полупроводника. Показано, что изначально гидрофобная поверхность сенсора приобретает гидрофильные свойства за счет активных центров, имеющих различную физическую природу на плазмалемме и пористом кристалле. На поверхности сенсоров формируется гетерогенный адсорбционный слой: координационно насыщенная пленка и двумерный газ молекул, совершающих трансляционную диффузию. Фрактальная структура координационно насыщенного слоя формируется в результате разрыва водородных связей на изоэнергетической линии, разделяющей соседние кластеры. Увеличение концентрации активных центров на поверхности сенсора способствует формированию фрактальной сети изоэнергетических линий, которая может служить зоной протонной проводимости для диссоциировавших протонов. Процессы адсорбции на обеих структурах изоморфны в области чувствительности сенсора и происходят по типу фазового перехода в гетерогенной структуре в изобарно-изотермических условиях поверхностного давления. Показано, что фрактальные структуры, формирующиеся на поверхности сенсора, обладают памятью, при этом память полупроводникового сенсора вырабатывается в условиях обработки, тогда как память биологического сенсора формируется, как реакция на внешние воздействия.

Авторы: А. И. Мамыкин, М. Н. Шишкина

Направление: Физика

Ключевые слова: Адсорбция, биологический сенсор, пористый кристалл, энергетически неоднородная поверхность, гетерогенный адсорбционный слой, координационно-насыщенная пленка, двумерный газ трансляционной диффузии

---

Открыть полный текст статьи