Корочкова Т. Є. Фізичні моделі виникнення направленого руху наночастинок у низькорозмірних системах

Дисертацію присвячено теоретичному дослідженню різних моделей молекулярних моторів із метою виявлення факторів і механізмів, що впливають на перетворення різних видів енергії в механічну енергію приповерхневого руху наночастинок. Показано, що орієнтаційно-структурований адсорбат створює асиметричне електричне поле, необхідне для побудови молекулярного мотора, що генерує направлені потоки частинок уздовж поверхні. Розглянуто модель молекулярного мотора з мерехтливим пилкоподібним потенціалом, і в аналітичному вигляді знайдено її основні характеристики: потік направленого руху частинок і ефективність перетворення енергії. У рамках термодинаміки нерівноважних процесів проаналізовано ефективність роботи молекулярного мотора як функції ступеня зв'язку двох процесів, один з яких постачає енергію до системи, а інший - виводить її. Проаналізовано фактори, що впливають на ефективність перетворення енергії, і на цій основі запропоновано модель молекулярного мотора з потенціалами, що зсуваються на півперіод, ефективність якої за певних умов може наближатися до одиниці. Для цієї моделі знайдено точне аналітичне подання потоку частинок, що генерується мотором, і його ефективності в тому випадку, коли потенціальний рельєф містить елементи довільної форми, що повторюються, і змінюється стрибкоподібно. Розроблено різновид методу трансфер-матриць для розрахунку основних характеристик мотора з періодичними неперервними потенціалами довільної форми, що дозволяє чисельно моделювати процеси масопереносу в реальних системах.