Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей

Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей

С использованием методов компьютерной нанотехнологии рассмотрены неравновесные процессы самосборки и самоорганизации синтеза углеродного наногеля в нанопорах материала. Квантовая запутанность наногеля характеризуется топологическими индексами: числом узлов и числом ребер графа связности. Сложность г...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2010
Автори: Жуковский, М.С., Безносюк, С.А., Лерх, Я.В., Жуковская, Т.М.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2010
Назва видання:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72783
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей / М.С. Жуковский, С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, Т.М. Жуковская // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 2. — С. 445-453. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-72783
record_format dspace
spelling irk-123456789-727832014-12-31T03:02:10Z Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей Жуковский, М.С. Безносюк, С.А. Лерх, Я.В. Жуковская, Т.М. С использованием методов компьютерной нанотехнологии рассмотрены неравновесные процессы самосборки и самоорганизации синтеза углеродного наногеля в нанопорах материала. Квантовая запутанность наногеля характеризуется топологическими индексами: числом узлов и числом ребер графа связности. Сложность графа численно измеряется информацией I. В статье показана корреляция между информацией Шеннона как меры квантовой запутанности наногеля и его морфологией. Показано, что при монотонном увеличении концентрации наночастиц углерода в поре от 0% до 100% информация Шеннона проходит через максимум; при этом кривая напоминает нецентральную усеченную пирамиду. Максимум информации Шеннона определяет направленность неравновесных процессов самосборки и самоорганизации углеродных наночастиц к формированию клеточно-матричного наногеля, в котором кривая вероятности для каждой наночастицы быть квантовозапутанной имеет двойную вершину максимумов для случаев 10 или 19 соседей соответственно. З використанням методи комп’ютерної нанотехнології розглянуто нерівноважні процеси самоскладання й самоорганізації синтези вуглецевого наноґелю в нанопорах матеріялу. Квантова заплутаність наноґелю характеризується топологічними індексами: числом вузлів і числом ребер графа зв’язности. Складність графа чисельно вимірюється інформацією I. У статті показано кореляцію між Шенноновою інформацією як міри квантової заплутаности наноґелю і його морфологією. Показано, що при монотонному збільшенні концентрації наночастинок вуглецю в порі від 0% до 100% Шеннонова інформація проходить через максимум; при цьому крива нагадує нецентральну зрізану піраміду. Максимум Шеннонової інформації визначає спрямованість нерівноважних процесів самоскладання й самоорганізації вуглецевих наночастинок до формування клітково-матричного наноґелю, у якому крива ймовірности для кожної наночастинки бути квантовозаплутаною має подвійну вершину максимумів для випадків 10 або 19 сусідів відповідно. Using computer nanotechnology methods, nonequilibrium processes of the self-assembly and self-organising of carbon nanogel synthesis in nanopores of material are considered. The nanogel quantum complexity is characterised by topological indexes–number of junctions and number of ribs of a connectivity graph. Complexity of the graph is numerically measured by the information, I. In article, correlation between the Shannon information as a measure of the nanogel quantum complexity and its morphology is shown. As shown, in the case of monotonous increase of carbon-nanoparticles concentration in a pore from 0% to 100%, the Shannon information passes through a maximum. Thus, a curve is similar to the off-centre truncated pyramid. The maximum of Shannon information determines a trend of nonequilibrium processes of the self-assembly and self-organising of carbon nanoparticles to formation of cellular—matrix nanogel, in which the probability curve for each nanoparticle to be quantum-complicated has double peak of maximums for cases of 10 or 19 neighbours, respectively. 2010 Article Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей / М.С. Жуковский, С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, Т.М. Жуковская // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 2. — С. 445-453. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 05.45.Df, 05.65.+b, 61.46.Df, 62.23.St, 64.60.qe, 64.75.Yz, 81.05.Zx http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72783 ru Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description С использованием методов компьютерной нанотехнологии рассмотрены неравновесные процессы самосборки и самоорганизации синтеза углеродного наногеля в нанопорах материала. Квантовая запутанность наногеля характеризуется топологическими индексами: числом узлов и числом ребер графа связности. Сложность графа численно измеряется информацией I. В статье показана корреляция между информацией Шеннона как меры квантовой запутанности наногеля и его морфологией. Показано, что при монотонном увеличении концентрации наночастиц углерода в поре от 0% до 100% информация Шеннона проходит через максимум; при этом кривая напоминает нецентральную усеченную пирамиду. Максимум информации Шеннона определяет направленность неравновесных процессов самосборки и самоорганизации углеродных наночастиц к формированию клеточно-матричного наногеля, в котором кривая вероятности для каждой наночастицы быть квантовозапутанной имеет двойную вершину максимумов для случаев 10 или 19 соседей соответственно.
format Article
author Жуковский, М.С.
Безносюк, С.А.
Лерх, Я.В.
Жуковская, Т.М.
spellingShingle Жуковский, М.С.
Безносюк, С.А.
Лерх, Я.В.
Жуковская, Т.М.
Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet Жуковский, М.С.
Безносюк, С.А.
Лерх, Я.В.
Жуковская, Т.М.
author_sort Жуковский, М.С.
title Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
title_short Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
title_full Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
title_fullStr Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
title_full_unstemmed Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
title_sort самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate 2010
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/72783
citation_txt Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей / М.С. Жуковский, С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, Т.М. Жуковская // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 2. — С. 445-453. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv AT žukovskijms samosborkaisamoorganizaciâneravnovesnyhuglerodnyhnanogelej
AT beznosûksa samosborkaisamoorganizaciâneravnovesnyhuglerodnyhnanogelej
AT lerhâv samosborkaisamoorganizaciâneravnovesnyhuglerodnyhnanogelej
AT žukovskaâtm samosborkaisamoorganizaciâneravnovesnyhuglerodnyhnanogelej
first_indexed 2025-07-05T21:30:35Z
last_indexed 2025-07-05T21:30:35Z
_version_ 1836844094751506432
fulltext 445 PACS numbers: 05.45.Df, 05.65.+b, 61.46.Df, 62.23.St, 64.60.qe, 64.75.Yz, 81.05.Zx Самосборка и самоорганизация неравновесных углеродных наногелей М. С. Жуковский, С. А. Безносюк *, Я. В. Лерх *, Т. М. Жуковская Алтайский государственный технический университет, 656038 Барнаул, Россия *Алтайский государственный университет, 656049 Барнаул, Россия С использованием методов компьютерной нанотехнологии рассмотрены неравновесные процессы самосборки и самоорганизации синтеза углерод- ного наногеля в нанопорах материала. Квантовая запутанность наногеля характеризуется топологическими индексами: числом узлов и числом ребер графа связности. Сложность графа численно измеряется информа- цией I. В статье показана корреляция между информацией Шеннона как меры квантовой запутанности наногеля и его морфологией. Показано, что при монотонном увеличении концентрации наночастиц углерода в поре от 0% до 100% информация Шеннона проходит через максимум; при этом кривая напоминает нецентральную усеченную пирамиду. Максимум ин- формации Шеннона определяет направленность неравновесных процес- сов самосборки и самоорганизации углеродных наночастиц к формирова- нию клеточно-матричного наногеля, в котором кривая вероятности для каждой наночастицы быть квантовозапутанной имеет двойную вершину максимумов для случаев 10 или 19 соседей соответственно. З використанням методи комп’ютерної нанотехнології розглянуто нерів- новажні процеси самоскладання й самоорганізації синтези вуглецевого наноґелю в нанопорах матеріялу. Квантова заплутаність наноґелю харак- теризується топологічними індексами: числом вузлів і числом ребер гра- фа зв’язности. Складність графа чисельно вимірюється інформацією I. У статті показано кореляцію між Шенноновою інформацією як міри кван- тової заплутаности наноґелю і його морфологією. Показано, що при моно- тонному збільшенні концентрації наночастинок вуглецю в порі від 0% до 100% Шеннонова інформація проходить через максимум; при цьому кри- ва нагадує нецентральну зрізану піраміду. Максимум Шеннонової інфор- мації визначає спрямованість нерівноважних процесів самоскладання й самоорганізації вуглецевих наночастинок до формування клітково-мат- ричного наноґелю, у якому крива ймовірности для кожної наночастинки бути квантовозаплутаною має подвійну вершину максимумів для випад- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2010, т. 8, № 2, сс. 445—453 © 2010 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 446 М. С. ЖУКОВСКИЙ, С. А. БЕЗНОСЮК, Я. В. ЛЕРХ, Т. М. ЖУКОВСКАЯ ків 10 або 19 сусідів відповідно. Using computer nanotechnology methods, nonequilibrium processes of the self-assembly and self-organising of carbon nanogel synthesis in nanopores of material are considered. The nanogel quantum complexity is characterised by topological indexes–number of junctions and number of ribs of a connec- tivity graph. Complexity of the graph is numerically measured by the infor- mation, I. In article, correlation between the Shannon information as a meas- ure of the nanogel quantum complexity and its morphology is shown. As shown, in the case of monotonous increase of carbon-nanoparticles concen- tration in a pore from 0% to 100%, the Shannon information passes through a maximum. Thus, a curve is similar to the off-centre truncated pyramid. The maximum of Shannon information determines a trend of nonequilibrium processes of the self-assembly and self-organising of carbon nanoparticles to formation of cellular—matrix nanogel, in which the probability curve for each nanoparticle to be quantum-complicated has double peak of maximums for cases of 10 or 19 neighbours, respectively. Ключевые слова: наногель, самосборка, самоорганизация, компьютер- ная нанотехнология. (Получено 15 апреля 2010 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время квантовые механизмы процессов самоорганиза- ции и самосборки являются одними из наиболее исследуемых во- просов в области нанонаук и наноинжиниринга нового поколения. Ранее, в работах [1, 2] нами были предложены теоретические под- ходы к общим принципам описания самосборки и самоорганизации неравновесных квантовых наносистем конденсированного состоя- ния. Новизна этих принципов включала в себя ряд положений. Во- первых, неравновесная наночастица – это финитная в пространст- ве и во времени открытая квантовая система с флуктуирующим за- рядом и спином. Во-вторых, квантовая наносистема имеет два типа состояний корпоративного движения наночастиц: квантово-запу- танное состояние «роя» и квантово-незапутанное состояние «газа» наночастиц. Роевая наночастица находится в смешанном кванто- вом состоянии, а газовая – в чистом квантовом состоянии. В треть- их, неравновесная квантовая нанодинамика «газа» задаётся даль- нодействующими силами электромагнитных γ-полей, а в «рое» – силами контактных обменных β-взаимодействий, дополняющих дальнодействующие корпоративные корреляции между наноча- стицами. В-четвёртых, количественно определены информацион- ная мера I сложности квантовой запутанности «роя» и энтропийная мера S беспорядка (хаоса) «газа» наносистем. Использование этих принципов позволяет построить универсальную схему компьютер- САМООРГАНИЗАЦИЯ НЕРАВНОВЕСНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОГЕЛЕЙ 447 ного моделирования процессов неравновесного усложнения (само- организации) и упорядочения (самосборки) различных наносистем. Эффекты процессов самосборки и самоорганизации эксперимен- тально наблюдались в системах углеродных наногелей [3—5]. Из- вестно, что изучение гидрозолей ультрадисперсных алмазов (УДА) в начале девяностых годов продемонстрировало, что УДА в водной среде агрегированы. При этом первичные частицы размером в 2 на- нометра образуют вторичные частицы размером 20 нанометров. На основе исследования гидрозолей (C < 5%) было установлено, что их фрактальная размерность равна 2,1—2,3. Случай превышение 5%- ой концентрации растворов УДА наногелей был исследован мето- дом малоуглового рентгеновского рассеивания. Было установлено, что фрактальная размерность полученных во взрывной камере («объемный» тип фрактала) УДА изменяется в пределах 2,2—2,84, в тоже время, «поверхностный» тип фрактала на стенках камеры имеет диапазон 2,2—2,94. Было показано также, что наночастицы, размер которых превышает 3 нанометра, в неравновесных условиях сохраняют форму и соединяются, формируя фрактальные наноси- стемы размерами около 30—40 нанометров. Присутствие устойчи- вых уровней агрегации детонационного наноуглерода было также доказано результатами адсорбционных измерений. Вместе с тем, до сих пор не было никаких теоретических исследований механизмов формирования таких наносистем. В данной работе представлены результаты применения основных принципов к исследованию за- дачи морфогенеза наногелей углеродных частиц в нанопорах мате- риалов методами компьютерных нанотехнологий. 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САМОСБОРКИ И САМООРГАНИЗАЦИЯ НАНОСИСТЕМ Согласно концепциям квантовой топологии в неравновесных нано- системах общего вида возможно выявить три типа взаимодействий [1, 2]. Электронное обменно-корреляционное взаимодействие меж- ду всеми атомами внутри наночастиц задаёт α-силы химических связей между атомами внутри наночастиц. Соответственно, элек- тронное обменно-корреляционное взаимодействие между двумя квантово-запутанными наночастицами задаёт β-силы контактного обменного взаимодействия. Остальные межчастичные электроди- намические силы, не имеющие квантового механизма обменной корреляции, определяют γ-силы электромагнетизма между кванто- во-незапутанными наночастицами. Эти силы определяют иерархию трёх основных уровней нанодинамики. Они показаны на рис. 1. Во- первых, квантовое движение атомов в поле химических α-сил внут- ри наночастицы. Во-вторых, квантовое движение запутанных на- ночастиц в поле супрахимических β-сил внутри локального роя. В- 448 М. С. ЖУКОВСКИЙ, С. А. БЕЗНОСЮК, Я. В. ЛЕРХ, Т. М. ЖУКОВСКАЯ третьих, квантовое движение газа роевых наносистем под действи- ем физических γ-сил. Включающая m наночастиц с b квантовыми запутанностями не- равновесная наносистема определяется статистическим оператором плотности D Ambi. В этом операторе аддитивно представлены вклады статистических операторов, находящихся в смешанном квантовом состоянии m наночастиц и статистических операторов b топологи- ческих β-связей квантовой запутанности между наночастицами [1]: Ambi Ambi Ambi { } m b p pp p pp D D D ′ ′ = +∑ ∑ ; здесь Аmbi обозначает индекс антисимметризованного тензорного произведения волновых функций { }mbi pΨ наночастиц с порядковыми номерами p = 1, ..., m, запутанность которых задаётся b ребрами то- пологического i-графа наносистемы. В случае газа наночастиц нет β- взаимодействий; поэтому ( ) 0Ambi pp D ′ = , и матрицы ( )Ambi p D наноча- стиц принадлежат чистому незапутанному квантовому состоянию. Запутанность наносистемы характеризуется топологическими индексами графа: числом вершин, числом ребер, связностью графа. Сложность графа наносистемы количественно измеряется инфор- мацией I. Например, эта мера определена информацией Хартли в битах, как двоичный логарифм числа различимых графов (меры сложности) наносистемы [1]. Типичная форма информации слож- ности квантовой запутанности наносистемы, как функции числа ребер, показана на рис. 2. При монотонном увеличении числа ребер в графе информация сложности проходит через не вполне выра- женный максимум. График подобен симметричной усеченной пи- Рис. 1. Схематическое изображение квантово-топологической структуры неравновесной наносистемы. САМООРГАНИЗАЦИЯ НЕРАВНОВЕСНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОГЕЛЕЙ 449 рамиде. Максимальная информация достигается при равенстве числа пар связанных и несвязанных узлов графа. Напротив, самым простым является полный граф, в котором все узлы связаны попар- но. Его информация равна нулю. У графа с минимальным числом ребер, обеспечивающих его связность, также есть минимум инфор- мационной емкости, но не равный нулю. В случае газа наночастиц у графа с нулевым числом ребер – нулевая информация. Для точного описания процессов самосборки и самоорганизации в углеродных наногелях методами компьютерной нанотехнологии нами были построены вычислительные алгоритмы и решены пять взаимосвязанных нижеперечисленных задач. 1. Методом нелокального функционала плотности [6] были рас- считаны энергии связи межатомного химического α-взаимодейст- вия и межчастичного квантово-запутанного β-взаимодействия для углеродных наночастиц кубической формы. 2. В приближении модели ограниченной диффузией агрегации (ОДА) были построены имитационные компьютерные модели фор- мирования из атомов неравновесных углеродных наночастиц [7]. 3. В приближении модели кластер-кластерной агрегации (ККА) были построены имитационные компьютерные модели формирова- ния неравновесных наносистем наночастиц углерода с различными концентрациями [7]. 4. Методом молекулярной механики были построены имитаци- онные модели релаксации фрактальных структур наногелей 5. В рамках теории фракталов и теории информации [8, 9] были описаны результаты процессов самосборки и самоорганизации на- Рис. 2. Информация Хартли β-связного графа квантового запутывания в наносистемах m наночастиц в зависимости от полного числа b β-связей. 450 М. С. ЖУКОВСКИЙ, С. А. БЕЗНОСЮК, Я. В. ЛЕРХ, Т. М. ЖУКОВСКАЯ ногелей. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Рассмотрим и обсудим основные результаты компьютерного моде- лирования самосборки и самоорганизации наногелей алмазоподоб- ных наночастиц в нанопорах. Предположим, что наногель создан из N наночастиц в нанопорах, чье пространство задано сеткой V дис- кретных субъячеек. Для теоретического описания модели введём определения для вычислительных характеристик такой наноси- ТАБЛИЦА. Концентрация C, информация Шеннона IS, фрактальная раз- мерность D в зависимости от числа углеродных наночастиц N в наногеле. N C, % IS, бит D 2700 10 2,628 2,454 5400 20 3,105 2,658 8100 30 3,404 2,753 10800 40 3,606 2,816 13500 50 3,713 2,862 16200 60 3,753 2,898 18900 70 3,765 2,929 21600 80 3,659 2,956 24300 90 3,275 2,979 27000 100 0,764 3 Рис. 3. Информация Шеннона β-связного графа квантового запутывания в наногелях углерода в зависимости от концентрации C наночастиц. САМООРГАНИЗАЦИЯ НЕРАВНОВЕСНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОГЕЛЕЙ 451 стемы, следующим образом. Концентрация N наночастиц в системе V субъячеек простран- ства зададим в виде: 100% N C V = ⋅ . Для вычисления информации разнообразия возможных агрега- тов наночастиц используем принцип сигнатур. Наноструктура представлена графом, в котором вершины обозначают наночасти- цы, а ребра представляют β-связи наночастиц между собой. В отли- чие от нашей предыдущей работы [1], где использована в качестве меры сложности (самоорганизации) информация Хартли, кванто- вую запутанность данной наносистемы будем характеризовать дру- гой мерой – величиной Шенноновской информационной энтропии Is графа квантовой запутанности наногеля: 2log ,s i iI P P= −∑ где Pi = Ni/N является вероятностью возникновения i-того типа вер- шины, описывающей наличие i квантово-запутанных β-связей у наночастицы с соседями. Здесь N – общее количество вершин, а Ni – число вершин данного типа. Каждая пара наночастиц связана не более чем одним ребром. Число ребер инцидентных с вершиной оп- ределяет ее степень. В случае кубической формы наночастиц воз- можно выделить 26 типов вершин, отличающихся числом ребер. Компьютерный эксперимент неравновесной самосборки и самоор- ганизация фрактальных наногелей алмазоподобных наночастиц в поре показал неординарные результаты, которые численно пред- ставлены в табл. Самые интересные случаи показаны на рис. 3. Вид- но, что при монотонном увеличении концентрации C наноалмазов в поре от нуля до 100 процентов Шенноновская информационная эн- тропия проходит через не вполне выраженный максимум. В отличие от информации Хартли (см. рис. 2) график подобен несимметричной смещённой от центра усеченной пирамиде. Чтобы раскрыть причи- ны этого обратимся к рис. 4, который представляет три типичных формы распределения вероятности {Pi} для узлов инцидентных i реб- рам (i ∈ {0, 1, 2, ..., 26}). Эти распределения получены для финально- го самособранного и самоорганизованного устойчивого наногеля при трех различных концентрациях наночастиц: 10%, 65%, 100%. Из рисунка 4 видно, что распределение вероятности {Pi} качест- венно меняется, когда изменяется концентрация наночастиц. Оче- видно, что есть три основных формы запутанных агрегатов наност- руктур: «свободный наногель» (C < 50%), «клеточно-матричный на- ногель» (80% > C > 50%), и «твердый наногель» (C > 80%). Морфоло- гии этих типичных форм продуктов неравновесных процессов само- 452 М. С. ЖУКОВСКИЙ, С. А. БЕЗНОСЮК, Я. В. ЛЕРХ, Т. М. ЖУКОВСКАЯ сборки и самоорганизации показаны на рис. 5. Для случаев малой концентрации типичным является кривая распределений вероятности {Pi} с единственным, острым максиму- мом. Соответствующая топологическая морфология «свободного геля» показана слева на рис. 5. У второй формы есть кривая с двумя нечеткими максимумами. В этом случае морфология соответствует «клеточно-матричному гелю», показанному в центре рис. 5. Третий вид кривой с тремя острыми максимумами типичен в случаях вы- Рис. 4. Кривая распределения вероятности {Pi} в зависимости от числа i квантово-запутанных связей у одной наночастицы для трех типов мор- фологии углеродного наногеля: «свободный гель» (C = 10%), «клеточно- матричный гель» (C = 65%) и «твердый гель» (C = 100%). а б в Рис. 5. Три морфологических типа углеродного наногеля. Слева напра- во: «свободный гель» (C = 10%), «клеточно-матричный гель» (C = 65%) и «твердый гель» (C = 100%). САМООРГАНИЗАЦИЯ НЕРАВНОВЕСНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОГЕЛЕЙ 453 сокой концентрации. Этот тип «твёрдого геля» показан на правой стороне рис. 5. Следовательно, максимум Шенноновской информа- ции Is на интервале концентрации от 50% до 80% означает, что сложность квантовой запутанности наносистемы достигает экстре- мума, когда топологическая морфология соответствует «клеточно- матричному» наногелю. 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основе представленного обсуждения можно сделать основные выводы. Во-первых, для неравновесной самосборки и процессов са- моорганизации при синтезе наногелей углерода внутри нанопор корреляция между Шенноновской информационной энтропией, как меры квантовой запутанности, и их морфологией имеет асим- метричный экстремальный характер. Во-вторых, максимум Шен- ноновской информационной энтропии определяет тенденцию при протекании неравновесных процессов формирования путём само- сборки и самоорганизации «клеточной матрицы» наногеля, как наиболее сложной и адаптивной по своей морфологии к условиям среды. В-третьих, в случае «клеточно-матричного наногеля» пре- имущественно реализуется механизм квантового запутывания ка- ждой наночастицы соответственно с 10 и 19 соседними наночасти- цами, в результате чего «клеточно-матричный» наногель углерода приобретает наилучшую адаптивную устойчивость. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 10-08-98000- р_сибирь_а и тематического плана Федерального Агентства Обра- зования (Российская Федерация). ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. S. A. Beznosyuk, Mater. Sci. Eng. C., 19, No. 1: 369 (2002). 2. S. A. Beznosyuk, A. V. Kolesnikov, D. A. Mezentzev, M. S. Zhukovsky, and T. M. Zhukovsky, Mater. Sci. Eng. C, 19, No. 1: 91 (2002). 3. А. Г. Овчаренко, A. Б. Солонина, Р. Р. Сатаева, A. В. Игнатенко, Коллоидный журнал, 6: 1067 (1991). 4. M. В. Байдакова, A. Я. Вул, В. И. Сиклицкий, Н. Н. Фалеев, ФТТ, 4: 776 (1998). 5. A. Л. Верещагин, Детонационные алмазы (Бийск: Изд-во АГТУ: 2001). 6. S. A. Beznosjuk, B. F. Minaev, R. D. Dajanov, and Z. M. Muldakhmetov, Int. J. Quant. Chem., 38, No. 6: 779 (1990). 7. S. A. Beznosyuk, Ja. V. Lerh, M. S. Zhukovsky, and T. M. Zhukovsky, Mater. Sci. Eng. C, 27, No. 5—8: 1270 (2007). 8. S. A. Beznosyuk, Ja. V. Lerh, M. S. Zhukovsky, and T. M. Zhukovsky, Mater. Sci. Eng. C, 29: 884 (2009). 9. С. А. Безносюк, Я. В. Лерх, M. С. Жуковский, T. M. Жуковская, Перспектив- ные материалы, № 7: 49 (2009).

Схожі ресурси