ИСТИНА

Диссертационная работа посвящена изучению особенностей диффузионного транспорта, в микро- и наноразмерных объектах (пористых материалах, внутриклеточном пространстве, мембранах различного происхождения и других подобных системах). Для расчета транспортных коэффициентов частицы в квазиодномерных структурах предложены аналитические подходы, обеспечивающие редукцию размерности задачи, точность которых контролируется сопоставлением с данными компьютерного моделирования. Из полученной общей формулы, в частности, следует выражение для эффективного коэффициента диффузии в периодически расширяющейся трубке. Показано, что метод гомогенизации поверхности в задачах диффузионного транспорта пригоден не только в отсутствие энтропийного потенциала, но и при его наличии. Детально изучена диффузия в трубке, состоящей из чередующихся широких и узких участков. Получены формулы для эффективного коэффициента диффузии во всем диапазоне параметров, характеризующих геометрию трубки. Аналитически найдены зависимости транспортных коэффициентов от величины внешней силы и геометрических параметров. Отдельная глава посвящена разработке энтропийного броуновского мотора, преобразующего вносимые флуктуации в направленное движение за счет асимметрии формы окружения. Представлены решения для скорости мотора, его энергетической эффективности и силы остановки (величины нагрузки, обнуляющей эффект). Показано, как рабочие характеристики устройства зависят от амплитуды и временных характеристик возмущений.