Раздел V. Компьютерный фемтосекундный процессинг многоуровневой самосборки и самоорганизации биомиметических наноэлементов нового поколения

Тема 5.1. Компьютерное моделирование неравновесного аккумулирования водорода нанотубулярным углеродом (4 час.)

Перспективные наноуглеродные материалам для хранения водорода. Углеродные нанотрубки (УНТ). Применения УНТ. Нерешенные проблемы УНТ как аккумуляторов водорода. Теоретические работы по механизмам сорбции водорода УНТ. Неудачи объяснения достижения водородной емкости свыше 8 масс. %, Новые подходы для объяснения взаимодействий водорода и УНТ. Три области концентраций сорбции водорода УНТ: менее 1 масс. %. (за счет физических межмолекулярных взаимодействий с углеродом нанотуба); менее 7,7 масс. %, (за сёт химического ковалентного связывания атомов водорода с углеродом нанотуба); свыше 7 масс. % (за счёт супрамолекулярных связей неравновесных бирадикалов водорода и углерода). Расчёт потенциалов сорбирования методами функционала плотности. Неудовлетворительность физической сорбции и хемосорбции для высокоэффективной обратимой поликонденсации водорода. Квантовая. природа обменной контактной связи в системах с бирадикалами водорода. Возможность синтеза высокоэффективных аккумуляторов водорода на основе углеродных нанотубуленов и бирадикалов водорода.

Тема 5.2. Неравновесные полиаморфные переходы и захват малых молекул и ионов наноструктурами льда (2 час.)

Лед как биомиметическая наносистема водородной энергетики. Систематизация экспериментальных и теоретических работ по полиаморфизму льда. Физико-химические механизмы и закономерности полиаморфных превращений в аморфных фазах льда. Параметры внутримолекулярных и межмолекулярных водородных связей в аморфных фазах льда.

Расчет термодинамической стабильности аморфных фаз льда. Модель полиаморфных превращений HDA↔LDA льда при изменении давления и температуры. Расчёт скачка плотности при этих переходах.

Транспорт молекул водорода и метана в наноструктурах аморфного льда. Механизм транспорта протона в наноструктурах аморфного льда.

Тема 5.3. Компьютерное моделирование неравновесной самоорганизации стационарных наноструктур электронных и спинтронных интерфейсов (6 час.)

Характеристики соединений AIIIBV. Основные характеристики арсенида галлия. Основные характеристики фосфида галлия. Основные характеристики нитрида галлия.

Гетероструктуры металл – полупроводник, обладающие униполярной проводимостью, как основной элемент современных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Четыре типа выпрямляющих барьеров. Подготовка поверхности сильно поляризующегося полупроводника.

Методы «пассивации» поверхности полупроводника. Халькогенидная пассивация при формировании нанослоевых диодных контактов..Компьютерное моделирование гетероперехода Ga(As, P, N)-(S, Se)-Ni.

Спинтронные устройства на основе допированных марганцем полупроводниковыхсоединений типа Ga(As, P, N) Ключевые элементы «спиновых микросхем» — спиновые транзисторы, Влияние введения Mn на свойства полупроводников GaAs и ZnGeAs₂.

Физико-химические проблемы неустойчивости соединений марганца в матрице полупроводников.

Тема 5.4. Компьютерный фемтосекундный процессинг многоуровневой самосборки и самоорганизации биомиметических наноэлементов бионики (4 час.)

Основные медицинские направления нанобиотехнологии: адресная наномедицина; терапевтические концепции; преодоление биологических барьеров; медицинская диагностика; сенсорные устройства; наномедицина; регенеративная медицина; препараты дла транспортировки генов; безопасность наноматериалов.

Компьютерный фемтосекундный процессинг многоуровневой самосборки и самоорганизации биомиметических наноэлементов бионики.