Компьютерное моделирование наноэлектромеханических систем в материалах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Жуковский Марк Сергеевич

• Жуковский Марк Сергеевич
• доктор наук
• 2024

Оглавление диссертации доктор наук Жуковский Марк Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОГРЕСС ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Современная субатомная аттофизика и новые квантовые технологии экстремальных

состояний материалов

1.2. Современный уровень исследований биомиметических материалов

1.3. Состояние развития теории и компьютерного моделирования инкапсулированных АМС

биомиметических наносистем

1.3.1. Физические модели инкапсулированных АМС

1.3.2. Эволюция квантовой наносистемы в диссипативной среде конденсированного состояния

1.3.3. Квазистационарная релаксация квантовых наночастиц

1.3.4. Методы компьютерного моделирования квантовых наносистем

1.3.4.1. Релаксация наносистем в методе молекулярной механики

1.3.4.2 Релаксация наносистем в методе Монте-Карло

1.3.4.3. Релаксация наносистем в методе молекулярной динамики

1.3.4.4 Применение моделей клеточных автоматов для имитации самосборки и самоорганизации наносистем

1.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 1 И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КВАНТОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ КАПСУЛ ЭМС В ФИЗИКЕ КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

2.1. Физическая модель капсулы ЭМС

2.2. Квантово-полевая концепция релаксации состоянийкапсулЭМС

2.3. КОГЕРЕНТНАЯ ВНУТРЕННЯЯ КОНВЕРСИЯ ЭНЕРГИИ КАПСУЛЫ ЭМС

2.4. ДИССИПАЦИЯ ЭНЕРГИИ НЭМС

2.5. МЕХАНИЗМЫ РЕЛАКСАЦИИ ОТКРЫТЫХ ЭМСНАНОСИСТЕМ

2.6. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. ДИССИПАТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ КВАНТОВЫХ КАПСУЛ НЭМС

3. 1 ГЕНЕЗИС И МУЛЬТИТРАНСФОРМАЦИЯ КВАНТОВЫХ КАПСУЛ НЭМС

3.2 РАСЧЁТ ЭНЕРГИИ КАПСУЛ ЭМС МЕТОДОМ АКФП В ПРИБЛИЖЕНИИ ОРБИТАЛЬНО-ОБОЛОЧЕЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛОВ ПЛОТНОСТИ

3.3 ТОПОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СВЯЗЕЙ В КВАНТОВОЙ ДИССИПАТИВНОЙ СТРУКТУРЕ НЭМС

3.4. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КВАНТОВОГО ПРОЦЕССИНГА НЭМС

4.1. Квантовый процессинг НЭМС конденсированного состояния

4.2. Компьютерное моделирование кинетики релаксации ЭМС

4.3. Компьютерное моделирование процессов релаксационной самосборки и самоорганизации НЭМС

4.4. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ САМОСБОРКИ И САМООРГАНИЗАЦИИ НЭМС УГЛЕРОДА

5.1 САМООРГАНИЗАЦИЯ МОНОМЕРНЫХ КАПСУЛ ЭМС ГРАФЕНА

5.1.1 Компьютерное моделирование капсул ЭМС графена

5.1.2 Графеновые квантовые наноэлектромеханические системы накопления энергии

5.1.3 Анализ результатов компьютерного моделированиякапсул ЭМС перфорированных листов графена

5.2. САМОСБОРКА И САМООРГАНИЗАЦИЯ НАНОГЕЛЕЙ УГЛЕРОДА

5.2.1 Компьютерная модель самосборки капсул ЭМС наногелей кубических кластеров углерода в субмикронных порах

5.2.2. Три морфологических типа самоорганизации наногелей углерода

5.3 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 6. ФИЗИКОХИМИЯ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САМОСБОРКИ И САМООРГАНИЗАЦИИ НАНОСИСТЕМ МЕТАЛЛОВ

6.1 САМОСБОРКА И САМООРГАНИЗАЦИЯ НАНОЧАСТИИЦ СЕРЕБРА НА УГЛЕРОДНОМ ПОЛИМЕРЕ

6.1.1 Компьютерное моделирование наносистем серебра на углеродном полимере

6.1.2 Методика эксперимента и обоснование физической модели

6.1.3 Компьютерное моделирование наносистем Ag

6.2 САМОСБОРКА И САМООРГАНИЗАЦИЯ НЭМС ФРАКТАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ НИКЕЛЯ В НАНОПОРАХ

6.2.1 Компьютерные модели фрактальных наносистем никеля в порах наноуглерода

6.2.2 Синтез фрактального покрытия Ni из активного центра на поверхности и в объёме нанопоры

6.2.3 Синтез фрактального покрытия Ni из активных центров одной грани нанопоры

6.2.4 Синтез фрактального покрытия Ni из активных центров двух граней нанопоры

6.3 НАНОСИСТЕМЫ Ni и Ti

6.3.1. Мульти-структуры аттракторов релаксации капсул ЭМС Ni

6.3.2 Мульти-кинетика релаксации наносистем Ni c разной нуклеарностью и при разной температуре

6.3.3. Релаксационная устойчивость симметричных капсул ЭМС Ni

6.3. Релаксации капсул ЭМС Ti

6.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА7. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОУРОВНЕВЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ МАТЕРИАЛОВ

7.1. Компьютерное моделирование электромеханических систем электродов водородных

топливных элементов на основе углерода, никеля

7.2 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭМС УГЛЕРОД - НИКЕЛЬ-ВОДОРОД НА АНОДЕ ТЭ

7.3 Компьютерное моделирование взаимодействия капсул ЭМС

в наносистеме «углерод-никель-водород»

7.4 ВЫ1ВОДЫ1 К ГЛАВЕ

ГЛАВА 8. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕНСОРНО-АКТУАТОРНЫХ НЭМС 3D- И 4D-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

8.1 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И НУКЛЕАРНОСТИ НА СТРОЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЁМКОСТЬ КАПСУЛ ЭМС ЖЕЛЕЗА

8.1.1 Физические свойства капсулы ЭМС Fei72 при Т = 1 К, 77 К, 293 К

8.1.2 Физические свойства капсулы ЭМСFe256 при Т = 1 К, 77 К, 293 К

8.1.3 Физические свойства капсулы ЭМС Fe500 при Т = 1 К, 77 К, 293 К

8.2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ НЭМС КАПСУЛАМИ 3d- и 4d-ПЕРЕХОДНЫЫХ МЕТАЛЛОВ УШ-ГРУППЫ1

8.2.1 Величина аккумулированной энергии НЭМС капсулами

8.2.2 Термополевые квантовые флуктуации энергии НЭМС при релаксации

8.2.3 Длительность стадий перехода капсул ЭМС в состояние расширенного куба

8.2.4 Время жизни капсулы ЭМС в состоянии «расширенного куба»

8.2.5 Время релаксации НЭМС в состояние «выпукло-вогнутого» кубоида

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в стадии разработки находятся фундаментальные основы квантовых технологий получения перспективных материалов нового поколения: экстремальных по физическим, химическим и информационным характеристикам материалов для энергетики, машиностроения, химической индустрии, медицины и искусственного интеллекта. Отличительной чертой этих квантовых технологий является аттосекундный процессинг (генезис, измерение, контроль, управление) экстремальными состояниями вещества, начиная с субатомного масштабного уровня конденсированного состояния.

Многоуровневая в пространственных и временных масштабах физики конденсированного состояния квантовая архитектура сенсоров и актуаторов начинается с квантовой суперпозиции и запутанности субатомных электрон-фотонных систем аттофизики. На следующем нанометровом масштабном уровне фемтохимии, включаются атомно-молекулярные системы (АМС) сенсоров и актуаторов. Наноэлектромеханические системы (НЭМС) сенсоров и актуаторов являются топологическими гибридами квантовых субатомных электрон-фотонных систем аттофизики и нанометровых АМС фемтохимии. НЭМС - топологическая нанометровая капсула, ограниченная субатомным электрон-фотонным слоем 2Э-интерфейса, который запирает кулоновской блокадой одну из АМС внутри электромеханической системы (ЭМС).

ЭМС - это гибридная квантовая система. Размеры капсул ЭМС, не более 10 нм, задаются пределами устойчивости оболочки 2Э-интерфейса. Капсулирование АМС в материале задают также интерфейсы, формируемые сегрегацией на их поверхности малых наночастиц АМС иного состава и/или структуры. Капсулы ЭМС и капсулы АМС - два разных типа компактных подсистем экстремальных конденсированных состояний вещества, прототипы которых наноструктурные частицы биоорганизмов, например, клеточные нанотубулены, являющихся элементами цитоскелета и играющих ключевую роль в инфраструктурных процессах переноса молекул, энергии и информации в живой клетке. Описание неравновесных инфраструктур

сенсорно-актуаторных капсул ЭМС и инкпсулированных АМС методами компьютерного моделирования задаёт основу разработки квантовых технологий их создания в аттофизике и в фемтохимии материалов, соответственно.

В квантовых технологиях инкапсулированных АМС сенсорно-актуаторных инфраструктур первого поколения нашли применение квантово-размерные эффекты.

Границы инкапсулированных АМС создаются изменением внешних интенсивных термодинамических параметров конденсированного состояния, таких как: температура Т, давление Р, химические потенциалы ^элементов и т.п.

Процессы субатомного капсулирования ЭМС управляются не только интенсивными термодинамическими переменными, но и самоуправляются за счёт внутренних квантовых кинематических степеней свободы капсул ЭМС.

Спутанная квантовая эволюция двух структурных топологических элементов капсулы ЭМС определяет сложность механизмов самосборки и самоорганизации их энергетических сенсорно-актуаторных инфраструктур.

Для ЭМС требуется разработать компьютерные методы моделирования и детально исследовать их сенсорно-актуаторные действия с помощью машинного эксперимента. Это и является целью данного диссертационного исследования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Компьютерное моделирование наноэлектромеханических систем в материалах»

Актуальность темы диссертационной работы

В настоящее время в ведущих научно-исследовательских группах мира нет единого сложившегося мнения о механизмах реализации предстоящего этапа развития квантовых нанотехнологий. Сильна ещё инерция в способах решения таких задач на основе того, что наноскопический уровень — это просто пограничная область сочетания квантовых механизмов микроуровня АМС и классических механизмов в рамках законов термодинамики и электродинамики сплошных сред конденсированного состояния. В рамках упрощённого подхода двухуровневой научной парадигмы «микро-макро» нет

возможности для моделирования иерархических многоуровневых квантовых сенсорно-актуаторных наносистем. В принципе, в ней нет и креативных идей о том, как превзойти по показателям клеточные наносистемы живых организмов.

Создание адаптивных к быстро изменяющимся внешним условиям материалов и устройств является приоритетной целью развития квантовых технологий на фундаментальной основе квантовых сенсорно-актуаторных ЭМС. Поэтому, несомненно, актуальным является представленный в данной диссертации общий теоретический подходк компьютерному моделированию квантовых капсул ЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур экстремальных состояний материалов энергетики, машиностроения, химической индустрии, искусственного интеллекта и медицины.

Современное состояние развития второй квантовой революции, кроме квантовых компьютеров, квантовых коммуникаций и квантовых сенсоров, также направлено на разработку квантовых сенсорно-актуаторных систем для индустрии экстремальных состояний материалов. Они являются базой иерархически организованных устройств быстрого реагирования и принятия решений в будущих технологиях машиностроения, энергетики, химии, медицины, вооружений и т.п. Путь к производству таких материалов прокладывают фотонные квантовые технологии. В них мощные петаваттные лазерные и синхротронные аттосекундные однопериодные фотоны смогут обеспечивать первичный контроль и управление аттосекундной субатомной квантовой динамикой спутанных с этим фотоном электронов.

В связи с этим, в ведущих научных мировых центрах усилено ведутся исследования фундаментальной квантовой аттофизики конденсированного состояния. В частности, поиски интерпретации результатов экспериментов и теоретических вычислений, уже полученных для аттосекундных процессов субатомных запутанных частиц (фотонов, электронов, ядер) и сопряженных с ними фемтосекундных превращений на супра-атомном масштабном уровне строения биомиметических наносистем материалов.

Развитие фундаментального подхода к решению означенной проблемы связано с разработкой нового междисциплинарного предмета - квантовой физикохимии, объединяющей аттосекундную физику квантовых субатомных частиц и квантовую фемтосекундную химию атомов в материалах. С этой целью в основном решаются три взаимосвязанные фундаментальные задачи:

а) развитие понятий предмета квантовой физикохимии АМС и ЭМС, которые должны описывать сочетание аттосекундных сенсорно-актуаторных технологий субатомного уровня с фемтосекундными сенсорно-актуаторными технологиями супраатомного уровня с целью их гибридного использования в энергетических цепях биомиметических наносистем материалов;

б) разработка теории фемтохимии капсул АМС и аттофизики капсул ЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур многоуровневых иерархических материалов с учётом их элементного химического и фазового составов, топологии игеометрии образцов, общих и специфических условий работы энергетических цепей в материалах;

в) проведение компьютерного моделирования сенсорно-актуаторных капсул ЭМС биомиметических наносистем материалов в прикладных задачах энергетики, медицины, машиностроения и т.п.

Вышеозначенны три актуальные темы в физике конденсированного состояния:

1. получение сенсорно-актуаторных инфраструктур в экстремальных состояниях материалов энергетики, машиностроения, химической индустрии, искусственного интеллекта и медицины;

2. применение в производстве экстремальных состояний материалов мощных петаваттных лазерных и синхротронных аттосекундных фотонных квантовые технологии;

3. разработка нового междисциплинарного предмета - квантовой физикохимии, объединяющей аттосекундную физику и квантовую фемтосекундную химию экстремальных состояний материалов.

Эти темы и задают актуальность данной диссертационной работы.

Цель диссертационной работы и задачи исследования

Целью работы является разработка физических основ и компьютерных методов моделирования квантовых энергетических капсул электромеханических систем сенсорно-актуаторных инфраструктур экстремальных состояний материалов и применение их к изучению иерархической многоуровневой инфраструктуры металлов.

Достижение цели осуществляется путем решения следующих основных задач исследования:

1. Построение физических моделей энергетических капсул ЭМС сенсорно -актуаторных инфраструктур конденсированного состояния в условиях их генерации аттосекундными однопериодными фотонами высокой мощности синхротронного или лазерного излучения.

2. Разработка математических методов описания физики эволюции энергетических капсул наноэлектромеханических систем (НЭМС) сенсорно-актуаторных инфраструктур материалов.

3. Разработка компьютерного моделирования строения НЭМС в программных комплексах.

4. Изучение процессов самосборки и самоорганизации капсул НЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур в графене и в углеродных гелях.

5. Изучение процессов самосборки и самоорганизации капсул НЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур в 3d-переходных и благородных металлах.

6. Проектирование многоуровневой самосборки и самоорганизации электромеханических систем электродов топливных элементов на основе капсул НЭМС графена, гелей углерода, дендритных наносистем никеля и активного водорода.

7. Компьютерное моделирование процессов самоорганизации на основе капсул НЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур суперконденсаторов энергии в магнитных 3d- и 4d- переходных металлах.

Научная новизна работы

Впервые предложены и исследованы физические модели энергетических капсул ЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур экстремальных состояний материалов в условиях их генерации аттосекундными однопериодными фотонами высокой мощности синхротронного или лазерного излучения.

Впервые теоретические методы физики конденсированного состояния: матриц плотности, аппроксимирующих квазичастичных функционалов плотности, квантовой топологии электронной плотности использованы в описании свойств капсул НЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур экстремальных состояний материалов.

Впервые теоретически описаны три типа электронных связей атомов (а, в, у), задающих топологический граф ГаРу квантовых диссипативных наноструктур энергетических капсул ЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур экстремальных состояний материалов.

Впервые разработаны компьютерные методы имитации квантовой релаксации энергетических капсул ЭМС и созданы алгоритмы программных комплексов «Компьютерная нанотехнология (КомпНаноТех)», «Компьютерный наноинжиниринг» и «КомпНаноДизайн», получивших государственную регистрацию программного обеспечения.

Впервые проведено систематическое исследование квантовых диссипативных наноструктур в процессах самосборки и самоорганизации энергетических капсул ЭМС углеродных гелей и графена.

Впервые проведено систематическое компьютерное исследование процессов самосборки и самоорганизации кристаллических и фрактальных энергетических капсул ЭМС металлов: титана, никеля, серебра.

Впервые рассмотрено компьютерное проектирование многоуровневой самосборки и самоорганизации электродов водородных топливных элементов из энергетических капсул ЭМС графена, гелей углерода, фракталов никеля и водорода.

Впервые проведено систематическое компьютерное моделирование самосборки и самоорганизации капсул НЭМС суперконденсаторов энергии на основе магнитных 3d- переходных металлов группы железа и 4d-переходных металлов группы палладия

Практическая ценность работы

Результаты диссертационной работы найдут в теории и на практике применение при расчётах оптимальных параметров самосборки и самоорганизации энергетических капсул ЭМС сенсорно-актуаторных инфраструктур в экстремальных состояниях материалов, получаемых в режиме мощных петтаватных лазерных и синхротронных аттосекундных фотонных квантовые технологии. Потребителями станут: энергетика, машиностроение, химическая индустрия, искусственный интеллект, робототехника, медицина. Диссертация содержит существенный вклад в развитие теоретических основ методов компьютерного моделирования квантовой архитектуры и дизайна сенсорно-актуаторных электромеханических наносистем. В диссертации разработаны сертифицированные программные комплексы «КомпНаноТех» и «Компьютерный наноинжиниринг» и «КомпНаноДизайн» для проведения машинных экспериментов по изучению свойств, закономерностей строения электромеханических наносистем материалов. С помощью этих комплексов в учебном процессе решаются познавательные и творческие задачи в ряде образовательных программ в системе подготовки и переподготовки профессиональных кадров для индустрии наносистем. Они реализованы как виртуальная интерактивная среда имитационных экспериментов на сайте https://comp-nano.firebaseapp.com , формируемых высокопроизводительными компьютерами на базе АлтГТУ им. И.И. Ползунова и АлтГУ (г. Барнаул)

Достоверность результатов исследования

Достоверность полученных результатов базируется на физической обоснованности используемых в диссертационной работе подходов и

методов квантовой теории термополевой динамики конденсированного состояния. Моделирование наносистем экстремальных состояний материалов проведено с использованием апробированных методов теории функционала плотности и квантовой топологии плотности. Корректность вычислений подкреплена сопоставлением с известными литературными данными. Полученные результаты для конечных наносистем исследованных материалов согласуются качественно и количественно с данными экспериментов, полученных в условиях фемтосекундных импульсных электромагнитных воздействий.

Личный вклад автора.

Постановка цели и задач диссертационного исследования, результаты теоретических и численных расчетов, а также их анализ были выполнены автором лично, либо при его непосредственном участии. Основные результаты и выводы диссертации были получены и сформулированы лично автором

Работа выполнена в рамках приоритетного направления науки, технологий и техники РФ «03. Индустрия наносистем и материалов» и критических технологий РФ «07. Нанотехнологии и наноматериалы» (Указ Президента РФ, 2006 г.), приоритетного направления науки, технологий и техники РФ «02. Индустрия наносистем» и критических технологий РФ «07. Компьютерное моделирование наноматериалов, наноустройств и нанотехнологий», а также «8. Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии» (Указ Президента РФ, 2011 г.) при поддержке программ Федерального агентства по образованию и Министерства Образования и Науки РФ (№ 01.2.006 06607; № 01 2009 57020; № 01201171592 ), грантов РФФИ (№08-08-00053 а; №10-08-98000-р_сибирь_а; № 11-03-98037-р_сибирь_а; № 11-08-92205-Монг_а), гранта Президента РФ (МК - 2077. 2007.3).Теория и компьютерное моделирование процессов аттосекундной атомной самосборки наночастиц и их фемтосекундной самоорганизации в биомиметические наносистемы функциональных, материалов, Гос рег.01201259970, Рег. номер НИР 3.800.2011, ВНК -1,2012 г.«Решение

комплексных проблем по направлению развития нанотехнологий и индустрии функциональных и биомиметических материалов и устройств нового поколения» Гос рег.01201259970, Рег. номер НИР 3.800.2011, Проект 2.1.1.4 в НОК-1, 2013 г. «Решение комплексных проблем по направлению развития нанотехнологий и индустрии функциональных и биомиметических материалов и устройств нового поколения» Гос рег.01201259970, Рег. номер НИР 3.800.2011, Проект 2.1.1.4 в НОК-1, 2014 г. «Компьютерное моделирование наноэлектромеханических систем полупроводниковых многокомпонентных соединений», ФЦП АлтГУ, 2020 г.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения и списка использованной литературы (260 наименований). Работа изложена на 280 страницах, включая 18 таблиц и 97 рисунков.

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы, представлен краткий обзор структуры диссертации, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе изложено современное развитие экспериментальных методов фундаментальных исследований в прорывной области субатомной аттофизики конденсированного состояния. Отмечен решающий вклад их достижений последних пяти лет в квантовые технологии НЭМС материалов - прототипов будущих устройств с иерархической многоуровневой сенсорно-актуаторной инфраструктурой энергетических и информационных сетей самосборки и самоорганизации по квантовому коду с субатомного уровня. Сфокусировано внимание на роли аттосекундных однопериодных фотонов, как основного инструментального средства квантовых технологий генезиса субатомных электромеханических систем. Именно, за решение проблемы получение фотонов аттосекундной длительности была присуждениа Нобелевская премия по физике в 2023 году. Раздел содержит анализ теоретических работ в области применения аттосекундного однотактового

фотона в квантовых технологиях НЭМС. Показано, что задолго до осуществления реального прорыва в решении проблемы получения однопериодных фотонов аттосекундной длительности, свыше двадцати лет в десятках публикаций, в том числе автора данной диссертационной работы, изучалось использование его физических свойств для управления электронами в субатомной области.

Во втором разделе главы проведено рассмотрение постановки задач в физике биомиметических наносистем, их основные прикладные аспекты, определено понятие биомиметических наносистем.

В третьем разделе дан общий анализ современного состояния развития квантовой теории и компьютерных методов имитации биомиметических наносистем. Проанализированы элементы теории квантовой релаксации и приближение квазистационарной квантовой релаксации, имеющее известные аналитические решения экспоненциального распада систем в приближении «времени жизни». Современное компьютерное моделирование квантовой релаксации наночастиц дано в рамках методов молекулярной механики и динамики, стохастических методов Монте-Карло и клеточных автоматов. В заключение главы рассмотрены актуальные задачи теории и компьютерных методов имитации бимиметических наносистем. Здесь основное внимание уделено разработке теории самосборки и самоорганизации биомиметических наносистем и применению моделей клеточных автоматов для имитации самосборки и самоорганизации.

Во второй главе изложены физические основы теории квантовой релаксации НЭМС. Дана квантово-полевая концепция эволюции ЭМС, в рамках которой определены особенности и механизмы релаксации НЭМС. Построена теория квантовой когерентной внутренней конверсия энергии ЭМС в энергию электронно-дырочных квантовых флуктуаций конденсированного состояния с последующей их диссипацией. Квантовые механизмы релаксации открытых НЭМС строго определены в аспекте их пространственной (до 10 нм) и временной (атто-секундный и фемто-секундный диапазоны) организации. Дано обоснование временной

дискретной структуре кинетики квантовой релаксации НЭМС как чередования аттосекундных сенсорных и фемтосекундных актуаторных двухтактных стадий. Показано, что на фемтосекундных стадиях актуатора идет квантовая когерентная неадиабатическая эволюция инкапсулированной атомно-молекулярной подсистемы, запутанной внутри капсулы ЭМС с электронным интерфейсом. На фемтосекундной стадии актуатора, при неадиабатической трансформации конфигурации запертой в капсуле молекулы ее потенциальная энергия снижается за счёт конверсии в энергию дефектов, локализованных на внешней стороне кулоновского барьера 2D-интерфейса капсулы ЭМС. Обоснованы величины шага 5S0(т) неадиабатической когерентной трансформации ядерной конфигурации ЭМС и темпа тее квантовой релаксации. Получены аналитические зависимости этих мер от температуры Т, нуклеарности В и эффективной массы М, а также от динамических характеристик - поля антиградиента потенциальной энергии в конфигурационном пространстве молекулы наночастицы. Для аттосекундной адиабатической сенсорной стадии дано сравнение экситонных и фононных каналов флуктуационной диссипации полной энергии запертой атомно-молекулярной системы сквозькулоновской барьер 2D-интерфейса капсулы ЭМС. Сделан вывод о том, что эти каналы диссипации эффективны в различных пространственно-временных масштабах и основным для НЭМС является экситонное туннелирование в среду.

В третьей главе введены основные понятия электронных квантовых диссипативных структур НЭМС, играющие главные роли в описании и расчете процессов самосборки и самоорганизации. Генезис и трансформации квантовых диссипативных наноструктур описаны в рамках квантовой термополевой динамики конденсированного состояния. На сенсорных стадиях аттосекундной длительности диссипации формируется квантовая наноструктура электронных связей и идёт самосборка наночастиц в НЭМС. Эти стадии - точки бифуркации связей - задают начально-граничные условия для следующих фемтосекундных стадий неадиабатического запутанного релаксационного движения самоорганизации всей

биомиметической наносистемы. Развит ряд приложений к описанию диссипативных наноструктур энергетических капсул НЭМС трёх теоретических методов: матриц плотности, аппроксимирующих квазичастичных функционалов плотности, квантовой топологии плотности. На их основе введены и описаны три типа электронных связей атомов в капсулах НЭМС (а, Р, у), задаваемые топологическим графом связей Гарт. В конце главы даны основы теории процессинга неравновесных НЭМС в представлении электронных матриц плотности капсул ЭМС.

В четвертой главе изложены методы компьютерного моделирования квантовой релаксации капсул НЭМС. Описание инкапсулированных АМС дано согласно теории квантовой топологии плотности Бейдера. Основы субфемтосекундного процессинга НЭМС изложены в понятиях теории квантово-полевых каналов активации и диссипации энергии капсул ЭМС. Они использованы для построения алгоритмов компьютерной модели постадийной марковскойрелаксации НЭМС. Далее рассмотрены основы компьютерного моделирование процессов релаксационной самосборки и самоорганизации НЭМС в трех программных комплексах: «КомпНаноТех», «Компьютерный Наноинжиниринг» и «КомпНаноДизайн».

В пятой главе построены физические модели и исследованы основные закономерности атто-фемтосекундной самоорганизации и самосборки различных НЭМС углерода. Дано сравнение молекулярно-динамической релаксации АМС графена и его капсулы ЭМС. Показано существенное отличие их эволюции. Расчёт методом молекулярной динамики релаксации листов АМС графена выявил стремление к термодинамически устойчивому состоянию нанолиста со статическими волнами сильных смещений атомов углерода от плоскости. Это состояние АМС графена не накапливает энергию. Электромеханический режим квантовой релаксации капсул ЭМС графеновых листов приводить к аккумулированию энергии аттосекундного фотона и уменьшению амплитуды поверхностных искажений АМС нанографена за счёт его капсулирования. Во второй части главы исследованы процессы самосборки и самоорганизации НЭМС гелей углерода. Компьютерная модель

самосборки НЭМС гелей кубических капсул ЭМС углерода в субмикронных порах построена реализацией субфемтосекундных трансформаций наноструктуры: Гт ^ Гр электронных связей капсул ЭМС наносистемы, а компьютерная модель самоорганизации - реализацией дальнейших трансформаций типа: Гр ^ Гар. Показано, что есть три типа самоорганизации капсул ЭМС наносистем гелей углерода: «рыхлый», «клеточно-матричный» и «твёрдый» тип. Выявлено, что наиболее адаптивным по строению является тип «клеточно-матричного» углеродного геля капсул ЭМС, который близок по свойствам к наносистемам живых клеток биоорганизмов. В выводах отмечены основные результаты и их соответствие ряду известных экспериментов.

В шестой главе построены компьютерные модели и исследованы закономерности атто-фемтосекундной самоорганизации и самосборки различных капсул ЭМС благородных и 3d-переходных металлов. Рассмотрена самосборка и самоорганизация капсул ЭМС наночастиц серебра на углеродном полимере. Компьютерное моделирование дало возможность обсудить методику постановки конкретного эксперимента с использованием современных источников квазижёсткого УФ излучения и строго обосновать конкретную модель расчёта. Выполненное компьютерное моделирование дало качественное и удовлетворительное численное согласие с результатами эксперимента по структуре и морфологии нанодисперсий серебра на полимерном волокне. Рассмотрена самосборка и самоорганизация Гар-фрактальных покрытий в нанопорах малого диаметра капсулами ЭМС никеля. Компьютерные модели синтеза фрактальных НЭМС никеля в нанопорах развиты для трёх схем расположения центров нуклеации капсул ЭМС: одного ядра в центре грани и объёма, решётки ядер нуклеации на одной и на двух гранях нанопоры. В результате компьютерного эксперимента получены различные физические характеристики покрытий, такие как энергия связи, фрактальная размерность и другие. В конце главы описана самоорганизация Га - компактных наночастиц капсул ЭМС металлов:

никеля и титана, важных для инжиниринга наносистем сенсорно-актуаторных устройств кибернетического назначения. Получена мультикинетика релаксации капсул ЭМС наночастиц никеля с разной нуклеарностью и при разной температуре. Исследована устойчивость симметричных капсул ЭМС никеля при релаксации. Последовательно рассмотрено компьютерное моделирование релаксации капсул ЭМС Га -наночастиц титана. В выводах по главе отмечены основные результаты и их соответствие ряду известных экспериментов.

В седьмой главе предложена модель и алгоритм многоуровневого дизайна с помощью капсул ЭМС наносистем электродов катализаторов водородных топливных элементов. Для этого компьютерным дизайном проведено проектирование электродов-катализаторов водородных топливных элементов на основе наносистем капсул ЭМС водорода, углерода и 3ё-переходных металлов. Выполнено компьютерное моделирование Гар-фрактальных капсул ЭМС наносистем никель-водород на электродах топливных элементов. Рассчитаны физические характеристики наносистем для этого класса электродов.

В восьмой главе построена физическая модель создания на основе капсул НЭМС суперэффективных сенсорно-актуаторных инфраструктур аккумуляторов электромеханической энергии в переходных металлах. Описаны результаты компьютерных экспериментов по изучению процессов накопления электромеханической энергии в капсулах ЭМС 3ё-переходных металлов группы железа и 4d-переходных металлов группы палладия. Дан сравнительный анализ физических параметров и выявлены закономерности самоорганизации капсул ЭМС наносистем металлов и показана высокая эффективность сенсорно-актуаторных инфраструкурв плане их морфологического строения кинетики релаксации и влияния на них температуры, нуклеарности, типа кристаллической решётки и химического состава.

В заключение сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе. Сделан вывод, что проведённое теоретическое

исследование и компьютерные эксперименты позволили определить ряд общих особенностей и закономерностей процессов квантовой релаксации, самосборки и самоорганизации наносистем капсул ЭМС углерода, благородных, 3d-переходных и 4d-переходных металлов, водорода. Это создаёт необходимую основу для развития индустрии наносистем нового поколения.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на различных симпозиумах с нанотехнологической тематикой ежегодных Международных конференций Европейского Сообщества Исследователей Материалов: E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2001; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2002; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2003; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2004; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2005; E-MRS IUMRS ICEM Spring Meeting, Nice (France), 2006; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2007; E-MRSSpring Meeting, Strasburg (France), 2008; E-MRS Fall Meeting, Warsaw (Poland), 2008;E-MRS Fall Meeting, Warsaw (Poland), 2009; E-MRS Fall Meeting, Warsaw (Poland), 2010; E-MRS Fall Meeting, Warsaw (Poland), 2011; а также на Международных конференциях: International Conference on Engineering and Technological Sciences Beijing (China), 2000;Nano and Giga Challenges in Micro-electronics Research and Opportunities in Russia, Moscow (Russia), 2002; VIII International Conference on Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials ICHMS'2003, Sudak (Ukraine), 2003; 6th Biennial International Workshop Fullerenes and Atomic Clusters IWFAC'2003, St Petersburg (Russia), 2003; II conference of the Asian consortium for computational materials science ACCMS-2, Novosibirsk (Russia), 2004; VIII Conference on physics status solidi, Almaty (Kazakhstan), 2004; VIII International Conference on Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials ICHMS'2003, Crimea (Ukraine), 2003; IX International Conference on Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials ICHMS'2005, Crimea (Ukraine), 2005; X International Conference

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Жуковский Марк Сергеевич, 2024 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК

1. Intelligent Materials /Edited by M. Shahinpoor, H.-J. Schneider .Thomas Graham House, Cambridge, UK . 2008. 532 p.

2. Жуковский, М.С. Теоретические основы компьютерного наноинжиниринга биомиметических наносистем /Жуковский М.С., Безносюк С.А., Потекаев А.И., Старостенков М.Д. - Томск: Изд -во НТЛ, 2011. - 236 с.

3. Martin D.R., Matyushov D.V. Electron-transfer Chain in Respiratory Complex I. Scientific Reports. 2017. Vol. 7. P. 1-11.

4. Abbott D., Davis P., Pati A. Quantum Aspects of The Functioning of Biological Structures / Dolgoprudny: Intellect Publishing House. 2014. 320 p.

5. Corkum P.B. Attosecond Pulses at Last. Nature. 2000. Vol. 403. P. 845-846.

6. Levesque J., Corkum P.B. Attosecond Science and Technology. Canadian Journal of Physics. 2006. Vol. 84. No. 1. P. 1-18.

7. Niikura H., Corkum P.B. Attosecond and Angstrom Science. Advances in Atomic, Molecular and Optical Physics. 2006. Vol.54. P. 511-548.

8. Corkum P.B., Krausz F. Attosecond Science. Nature Physics. 2007. Vol. 6. No 3. P. 381-387.

9. Krausz F., Ivanov M., Attosecond Physics. Reviews of Modern Physics. 2009. Vol. 81. No.1. P. 163-234.

10. Gallmann L., Cirelli C., Keller U. Attosecond Science: Recent Highlights and Future Trends. Annual Review of Physical Chemistry. 2012. Vol. 63. P. 447-469.

11. Ranitovic P., Hogle C. W., Rivière P., Palacios A., Tong X.M., Toshima N., et al. Attosecond vacuum UV Coherent Control of Molecular Dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2014. Vol. 111. P. 912-917

12. Kim D.E. Extreme Metrology for Ultrafast Electron Dynamics at the Atomic Scale. Journal of the Korean Physical Society. 2018. Vol.73. P. 227-234.

13. Hofmann C., Bray A., Koch W. et al. Quantum Battles in Attoscience: Tunnelling // The European Physical Journal D. 2021. Vol. 75. P.1-13

14. Armstrong, G.S.J., Khokhlova, M.A., Labeye, M. et al. Dialogue on Analytical and Ab Initio Methods in Attoscience // The European Physical Journal D. 2021. Vol. D 75. No 209. P.1-31

15. Zhukovsky M.S., Beznosyuk S.A., Ladygin Yu.I. Computer Nanoengineering of Functional Biomimetic Materials and Devices. Nanotekhnika. 2011. No. 1(25). P. 80-85

16. Zhukovsky M.S., Beznosyuk S.A., Vanchinkhuu J. Theoretical Foundations and Computer Modeling of Femtosecond Pulsed Synthesis of Active Centers of Nanostructural Transformations of Materials. Fundamental Problems of Modern Materials Science. 2013. T. 10. P.176-184

17. Zhukovsky M.S., Beznosyuk S.A. Quantum Theory of Modeling Femtosecond-Pulse Self-Assembly and Self-Organization Of Active Nanometer Particles In Materials. Nanotechnology. 2013. No. 1(33). P.41-45

18. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. Theory and Computer Simulation of Quantum NEMS Energy Storage in Materials. International Journal of Nanoscience. 2015. Vol. 14. P.147-152

19. Beznosyuk, S.A., Zhukovsky, M.S. Multiscale Space-Time Dissipative Structures in Materials: Two-Electron Genesis of Nonequilibrium Electromechanical Interfaces. Physical Mesomechanics. 2017. Vol. 20. P. 102110.

20. Steinhauser M.O. Computational Multiscale Modeling of Fluids and Solids: Theory and Applications //2nd Edition. Berlin, Heidelberg: SpringerVerlag. 2017. 419 p.

21. Umezawa H., Matsumoto H., Tatiki M. Thermofield Dynamics and Condensed States: Translated from English. M.: Fizmatlit, 1985. 509 p.

22. Hess H. Toward Devices Powered by Biomolecular Motors. Science. 2006. Vol. 312. P. 860-861

23. Lund K., Manzo A.J., Dabby N. et al. Molecular Robots Guided by Prescriptive Landscapes. Nature. 2010. Vol. 465(7295). P.206-210.

24. Lerner E.J. Biomimetic Nanotechnology. The Industrial Physicist. 2010. No 4. P.16 - 19.

25. Horejs C., Mitra M. K., Pum D., Sleytr U. B., Muthukumar M. Monte Carlo Study of the Molecular Mechanisms of Surface-Layer Protein Self-Assembly. The Journal of Chemical Physics. 2011. Vol. 134(12), 125103. P.125103-1 - 125103-11.

26. Horejs C., Gollner H., Pum D., Sleytr, U. B., Peterlik H., Jungbauer, A., & Tscheliessnig, R. Atomistic Structure of Monomolecular Surface Layer Self-Assemblies: Toward Functionalized Nanostructures. ACS Nano. 2011. Vol. 5(3), C.2288-2297.

27. Injac R., Prijatelj M., Strukelj B. Fullerenol Nanoparticles: Toxicity and Antioxidant Activity. Oxidative Stress and Nanotechnology: Methods and Protocols. 2013. Vol. 1028. P. 75-100

28. Kovel E., Sachkova A., Vnukova N., Churilov G., Knyazeva E., Kudryasheva N. Antioxidant Activity and Toxicity of Fullerenols via Bioluminescence Signaling: Role of Oxygen Substituents. International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20(9), No. 2324. P.1-16

29. Kovel E. S., Kicheeva A. G., Vnukova N. G., Churilov G. N., Stepin E. A., Kudryasheva N. S. Toxicity and Antioxidant Activity of Fullerenol C60,70 with Low Number of Oxygen Substituents. International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22(12), No. 6382. P.1-17

30. Tang N., Ding Z., Zhang J., Cai Y. and Bao X. Recent Advances of Antioxidant Low-Dimensional Carbon Materials for Biomedical Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. P.1-6.

31. El-Hnayn R., Canabady-Rochelle L., Desmarets C., Balan L., Rinnert H., Joubert O., ... Schneider R. One-Step Synthesis of Diamine-Functionalized Graphene Quantum Dots from Graphene Oxide and Their Chelating and Antioxidant Activities. Nanomaterials, 2020. Vol. 10. P. 1-18.

32. Vatandost, E., Saraei A. G., Chekin F., Raeisi S. N., Shahidi S. Antioxidant, Antibacterial and Anticancer Performance of Reduced Graphene Oxide Prepared via Green Tea Extract Assisted Biosynthesis. Chemistry Select. 2020. Vol. 5. C.10401-10406.

33. Tara N., Siddiqui S. I., Nirala R. K., Abdulla N. K., Chaudhry S. A. Synthesis of Antibacterial, Antioxidant And Magnetic Nigella Sativa-Graphene Oxide Based Nanocomposite BC-GO@Fe3O4 for Water Treatment. Colloid and Interface Science Communications. 2020. Vol. 37. 100281. P. 1-12.

34. Yao W., Zhou S., Wang Z., Lu Z., Hou C. Antioxidant Behaviors of Graphene in Marine Environment: a First-Principles Simulation. Applied Surface Science. 2020. Vol. 499, 143962. P. 1-7.

35. Chang X., Xu S., Liu S., Wang N., Sun S., Zhu X., ... Zhu Y. Highly Sensitive Acetone Sensor Based on WO3 Nanosheets Derived from WS2 Nanoparticles with Inorganic Fullerene-Like Structures. Sensors and Actuators B: Chemical. 2021. Vol. 343, 130135. P. 1-11

36. Gakhar T., Rosenwaks Y., Hazra A. Fullerene (C60) Functionalized TiO2 Nanotubes for Conductometric Sensing of Formaldehyde. Sensors and Actuators B: Chemical. 2022. Vol. 364. P. 131892.

37. Shetti N. P., Mishra A., Basu S., Aminabhavi T. M. Versatile Fullerenes As Sensor Materials. Materials Today Chemistry. 2021. Vol. 20, No. 100454. P.1-27.

38. Uygun H. D. E., Uygun Z. O. Fullerene Based Sensor and Biosensor Technologies . Smart Nanosystems for Biomedicine, Optoelectronics and Catalysis. Intech. Open. 2020. P. 1-16

39. Amin N.A.A.M., Said S.M., Salleh M.F.M., Afifi A.M., Ibrahim N.M.J.N., Hasnan M.M.I.M., Tahir M., Hashim N.Z.I., Review of Fe-Based Spin Crossover Metal Complexes in Multiscale Device Architectures. Inorganica Chimica Acta. 2023. Vol. 544 . P.12168-1 - 121168-12

40. Blencowe M. Quantum Electromechanical Systems. Physics Reports. 2004. Vol. 395. P.159-222

41. Desai T., Bhatia S. BioMEMS and Biomedical Nanotechnology BioMEMS and Biomedical Nanotechnology III: Therapeutic Micro. Nanotechnology. Springer, 2007. 1856 p.

42. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Potekaev A.I. Theory of Motion in the Condensed State of Quantum Electromechanical Plasmoid Nanobots. Russian Physics Journal. 2013. T. 56. P.55-64

43. Beznosyuk, S.A., Maslova, O.A. & Zhukovsky, M.S. Quantum Infrastructure of Attosecond Sensors and Actuators of Nonequilibrium Physical Media in Smart Materials. Physical Mesomechanics. 2019. Vol. 22. P. 432-438.

44. Beznosyuk S.A., Maslova O.A., Zhukovsky M.S. Hybrid Quantum Technologies of Intellectual Nanomaterials. International Journal of Nanotechnology. 2019. Vol. 16. P. 22-33.

45. Mak A., Shamuilov G., Salen P. et al. Attosecond Single-Cycle Undulator Light: A Review. Reports on Progress in Physics. 2019. Vol. 82. P.1-30

46. Maroju P.K., Grazioli C., Fraia M. Di. et al. Attosecond Pulse Shaping Using A Seeded Free-Electron Laser. Nature. 2020 Feb. Vol. 578(7795). P.386-391.

47. Aseev S.A., Mironov B.N., Ryabov E.A, et al. Ultrafast Transmission Electron Microscope For Studying The Dynamics Of The Processes Induced By Femtosecond Laser Beams. Quantum Electronics. 2017. Vol. 47. P.116-122.

48. Beznosyuk S.A., Maslova O.A., Zhukovsky M.S. Attosecond Nanotechnology: From Subatomic Electrostatic Strings Entangling Electron Pairs To Supra-Atomic Quantum Nanoelectromechanical Systems Energy Storage In Materials. International Journal of Nanotechnology. 2018. Vol. 15. P.245-257

49. Ofer K. Entanglements of Electrons and Cavity Photons in the Strong-Coupling Regime. Physical Review Letters. 2019. V.123. P.103602-1 - 103602-7.

50. Agueny H. Coherent Electron Displacement For Quantum Information Processing Using Attosecond Single Cycle Pulses. Scientific Reports. 2020, Vol. 10, 21869. P.1-9

51. Vanacore G.M., Madan I., Carbone F. Spatio-Temporal Shaping Of A Free-Electron Wave Function Via Coherent Light-Electron Interaction. La Rivista del Nuovo Cimento. Vol. 43. 2020. P.567-597.

52. Siwick B.J., Arslan I., Wang, X. Frontier Nonequilibrium Materials Science Enabled By Ultrafast Electron Methods. MRS Bulletin. 2021. Vol.46. P.688-693.

53. Жуковский М.С. Развитие теории и эксперимента в области сенсорно-актуаторных квантовых технологий биомиметических материалов. //Известия Алтайского государственного университета. 2024. No 1 (135). С. 19-29

54. Thomas A, Lethuillier-Karl L, Nagarajan K, Vergauwe RMA, George J, Chervy T, Shalabney A, Devaux E, Genet C, Moran J, Ebbesen TW. Tilting A Ground-State Reactivity Landscape By Vibrational Strong Coupling. Science. 2019. Vol. 8;363(6427): P.615-619

55. Sidler D., Ruggenthaler M., Schäfer C., Ronca E., Rubio A.; A Perspective On Ab Initio Modeling Of Polaritonic Chemistry: The Role Of Non-Equilibrium Effects And Quantum Collectivity. The Journal of Chemical Physics. 2022. Vol. 156. P.1-23.

56. Gonzalez-Ballestero C., Feist J., Gonzalo Badia E., et al. Uncoupled Dark States Can Inherit Polaritonic Properties. Physical Review Letters. 2016.Vol. 117. C.156402-1 - 156402-5

57. Stratakis, E. Biomimetic micro/nanostructured functional surfaces for microfluidic and tissue engineering applications, Biomicrofluidics. 2011 Mar 30;5(1): 13411.

58. Xia, F. Adv. Mater / Xia F., Jiang L. // Weinheim, Ger. - 2008. - Vol. 20. - P. 2842 - 2851.

59. Shiu J.Y., Kuo C.-W., Chen P., Mou C.Y. Fabrication of Tunable Superhydrophobic Surfaces by Nanosphere Lithography // Chem. Mater. - 2004. -Vol. 16. - P. 561 - 582.

60. Bartlett, P.N. Electrochemical Fabrication and Optical Properties of Gold Nanocavities // P.N. Bartlett, J.J. Baumberg, P.R. Birkin, M.A. Ghanem, M.C. Netti // Chem. Mater. - 2002. - № 14. - P. 2199.

61. Woodward, W. С. Superhydrophobic surfaces produced by plasma fluorination of polybutadiene films / W.C. Woodward, E. Schofield, V. Roucoules, J.P.S. Badyal // Langmuir. - 2003. - Vol. 19, № 8. - P. 3432 - 3438.

62. Martines, E. Super - hydrophobicity and super - hydrophilicity of regular nanopatterns / Martines E., Seunarine K., Morgan H., Gadegaard N., Wilkinson C., Riehle M. // Nano letters. - 2005. - Vol. 5. - P. 2097 - 2103.

63. Lau, K. K. S. Superhydrophobic Carbon Nanotube Forest Bico / Lau K. K. S., Teo K.B.K., Chhowalla M., Amaratunga G.A. J., Milne W.I., McKinley G.H., Gleason K.K. // Nano Lett. - 2003. - Vol. 3. - P. 1701 - 1705.

64. http : //ru.wikipedia.org/wiki/нанофлюидика

65. Stratakis, E. Laser based micro/nano -engineering for biological applications / Stratakis, E., Ranella A., Farsari M., M. Fotakis // Progress in Quantum Electronics. - 2009. - Vol. 33, №. 5. - P. 127 - 164.

66. Zorba, V. Silicon electron emitters fabricated by ultraviolet laser pulses / V. Zorba, P. Tzanetakis, C. Fotakis, E. Spanakis, E. Stratakis, D.G. Papazoglou, I. Zergioti // Appl. Phys. Lett. - 2006. - № 88. - P.81 - 103.

67. V. Zorba, Ph.D. thesis, University of Crete, 2007.

68. Her, T.H. Microstructuring of silicon with femtosecond laser pulses / T.H. Her, R. J. Finlay, C.Wu. S. Deliwala, E. Mazur // Appl. Phys. Lett. - 1998. -№ 73. - P. 1673 -1675.

69. Barberoglou, M. Appl. Surf / M. Barberoglou, V. Zorba, E. Stratakis, E. Spanakis, P. Tzanetakis, S.H. Anastasiadis, C. Fotakis // Sci. - 2009. - № 255. -P. 5425.

70. Zorba, V. Ultraviolet femtosecond, picosecond and nanosecond laser microstructuring of silicon: structural and optical properties / V. Zorba, N. Boukos, I. Zergioti, C. Fotakis // Appl. Opt. - 2008. - № 47. - P. 1846 - 1850.

71. Zorba, L. Making silicon hydrophobic: wettability control by two -lengthscale simultaneous patterning with femtosecond laser irradiation / V. Zorba, D. Persano, A. Pisignano, E. Athanassiou, R. Stratakis, P. Cingolani, C. Fotakis // Nanotechnology. - 2006. - № 17. - P. 3234 - 3238.

72. Гарновский, А.Д. Современные аспекты синтеза металлокомплексов / Гарновский А.Д., Васильченко И.С., Гарновский Д.А. -Ростов -на -Дону : ЛаПО, 2000. - 354 с.

73. Гарновский, А.Д. Молекулярный дизайн координационных соединений металлов с азометиновыми лигандами / Гарновский А.Д., Васильченко И.С. // Успехи химии. - 2002. - Т. 71, № 11. - С. 1064 - 1089.

74. Коршунов, О.Ю. Новые биомиметические модели активных центров негемовых металлопротеинов на основе металлокомплексов меди (II) халькогенсодержащих азометинов: автореф. дис.... канд. хим. наук: 02.00.04 / Коршунов О.Ю. - Ростов. -на Дону : Ростов. гос. ун -т, 2004. - 19 с.

75. Jewett, M.C. In vitro integration of ribosomal RNA synthesis, ribosome self-assembly and protein synthesis / M.C. Jewett // Nature. - 2001 -Vol. 409. - P. 387-390.

76. Градов, О.В. Новые подходы в синтетической биологии и биомиметике [Электронный ресурс] / Градов О.В., Градова М.А. - М. : Моск. Гос. обл. ун -т. - Режим доступа : http:// www.tele-conf.ru/files/TC1/gradov. doa - Загл. с экрана.

77. Smits, E. Bottom -up organic integrated circuits / E. Smits, S. Mathijssen, P. Van Hal, S. Setayesh, T. Geuns, K. Mutsaers // Nature. - 2008. -Vol. 455, N. 7215. - P. 956 - 959.

78. Ролдугин, В.И. Самоорганизация наночастиц на межфазных поверхностях / Ролдугин В.И. // Успехи химии. - 2004. - Т. 73, № 2. - С. 123 - 156.

79. Lenhert, S. Cover Picture: Massively Parallel Dip-Pen Nanolitography of Heterogeneous Supported Phospholipid Multilayer Patterns / S. Lenhert, P. Sun, Y. Wang, H. Fuch, C. Mirkin // SMALL. - 2007. - Vol. 3. - P. 71.

80. Wimmer, E. Synthetic viruses: a new opportunity to understand and prevent viral disease / E. Wimmer, S. Mueller, T.M. Tumpey, J.K. Taubenberger // Nature Biotechnology. - 2009. - № 27 (12). - P. 1163 - 1172.

81. Holmes, D. Snapping Surfaces Advanced / Holmes Douglas, Crosby Alfred J. // Materials. - 2007. - Vol. 19. - P. 3589 -3593.

82. Lipkowski, J. (2020). Biomimetics: a new research opportunity for surface electrochemistry. Journal of Solid State Electrochemistry, 24(9), 21212123. doi: 10.1007/s10008-020-04627-w

83. Gebeshuber, I.C. Biomimetic Nanotechnology Vol. 3. Biomimetics 2023, 8, 102. https://doi.org/10.3390/biomimetics8010102

84. Zeng, Hongbo and Wang, Yu and Jiang, Tao and Xia, Hongqin and Gu, Xue and Chen, Hongxu. Recent progress of biomimetic motions—from microscopic micro/nanomotors to macroscopic actuators and soft robotics. RSC Adv., 2021,11, 27406-27419 (10.1039/D1RA05021D)

85. Schlick, Tamar et al. "A multiscale vision-illustrative applications from biology to engineering." International Journal for Multiscale Computational Engineering 19 2 (2021): 39-73 .

86. Suresh Kumar, N. et al. "A review on biological and biomimetic materials and their applications." Applied Physics A 126 (2020): 1-18.

87. Wang, Y., Zheng, G., Jiang, N. et al. Nature-inspired micropatterns. Nat Rev Methods Primers 3, 68 (2023). https://doi.org/10.1038/s43586-023-00251-w

88. Shaebani, M.R., Wysocki, A., Winkler, R.G. et al. Computational models for active matter. Nat Rev Phys 2, 181-199 (2020). https://doi.org/10.1038/s42254-020-0152-

89. Drexler, K.E. Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. New York: Anchor Press/Doubleday - 1986. - 291 p.

90. Drexler, K.E. Nanosystems Molecular Machinery, Manifacturing, and Computation. - N.Y. : Jon Wiley&Sons, Inc. - 1992. - 556 p.

91. Киттель, Ч. Статистическая термодинамика / Киттель Ч. - М. : Наука, 1977. - 336 с.

92. Майер, Дж. Статистическая механика / Майер Дж., Гепперт, Майер М. - М. : Мир, 1980. - 544 с.

93. Эйринг, Г. Основы химической кинетики / Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. - М.: Мир, 1983. - 528 с.

94. Лавенда, Б. Статистическая физика / Лавенда Б. - М. : Мир, 1999.

- 432 с.

95. Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций / Гленсдорф П., Пригожин И. - М. : Мир, 1973. -280 с.

96. Балеску, Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика : в 2 т. / Р. Балеску; пер. с англ. Д.Н. Зубарева, Ю.Л. Климонтовича.

- М.: Мир, 1978. - Т. 1. - 405 с.: ил.; Т. 2. - 399 с.: ил.

97. Николис Г. Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации : пер. с англ. / Николис Г., Пригожин И. - М. : Мир, 1979. - 512 с.

98. Хакен, Г. Синергетика / Хакен Г. - М. : Мир, 1980. - 406 с.

99. Эйген, М. Гиперцикл: принципы самоорганизации макромолекул / Эйген М., Шустер Г. - М. : Мир, 1982. - 270 с. : ил.

100. Хакен, Г. Синергетика : сб. статей : пер. с англ. / Хакен Г., Мисра Б., Пригожин И. и др. - М. : Мир, 1984. - 248 с.

101. Хакен, Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах / Хакен Г. - М. : Мир, 1985. -423 с. : ил.

102. Шустер, Г. Детерминированный хаос / Шустер Г. - М. : Мир, 1988. - 253 с.

103. Николис Г. Познание сложного: введение / Николис Г., Пригожин И. ; пер. с англ. Пастушенко В.Ф. - М. : Мир, 1990. - 344 с.

104. Хакен, Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным явлениям / Хакен Г. - М. : Мир, 1991. - 240 с. : ил.

105. Безносюк, С.А. Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества /Безносюк С.А., Потекаев А.И., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Фомина Л.В. - Томск: Изд -во НТЛ, 2005.

- 264 с.

106. Нанонаука и нанотехнологии: энциклопедия систем жизнеобеспечения / Моск. гос. техн. ун -т им. Н.Э. Баумана; ред. О.О. Аваделькарим ; гл. ред. : Чуньли Бай, С.П. Капица. - М.: Магистр - Пресс : Изд -во ЮНЕСКО : EOLSS, 2009. - 1040 с.

107. Пул, Ч. (мл). Нанотехнологии : учеб. пособие : пер. с англ. / Пул Ч. (мл.), Оуэнс Ф. - Изд 4 -е, испр. и доп. - М.: Техносфера, 2009. - 336 с.

108. Суздалев, И.П. Нанотехнология: Физико -химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов /Суздалев И.П. - Изд. 2 -е, испр. - М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. - 592 с.

109. Лен, Ж. -М. Супрамолекулярная химия: концепции и перспективы / Лен Ж. -М. - Новосибирск : Наука. СО РАН, 1998. - 334 с.

110. Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства / Гусев А.И. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - 199 с.

111. Сергеев, Г.Б. Нанохимия / Сергеев Г.Б. - 2 -е изд. - М. : Изд -во МГУ, 2007. - 336 с.

112. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / Гусев А.И. - М. : Физматлит, 2005. - 416 с.

113. Безносюк, С.А. Многоуровневое строение, физико -химические и информационные свойства вещества. 2-е изд.,перераб.и испр. /Безносюк С.А., Потекаев А.И., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Фомина Л.В. - Томск: Изд-во НТЛ, 2006. - 248 с.

114. Lerner, E.J. Biomimetic nanotechnology / E.J. Lerner // The Industrial Physicist. - 2010. - № 4. - P. 16 - 19.

115. Atomistic Structure of Monomolecular Surface Layer Self -Assemblies: Toward Functionalized Nanostructures / Christine Horejs [etc.]// ACS Nano. - 2011. - № 3. - P. 2288 - 2297.

116. Horejs, C. Monte Carlo study of the molecular mechanisms of surface-layer protein self-assembly / Christine Horejs [etc.] // J Chem Phys. -2011. - №12. - P. 125103.

117 Whitesides, G.M. Molecular engineering of surfaces using self -assembled monolayers / G.M.Whitesides // Science Progress. - 2005. - № 5. - P. 17 - 48.

118. Nuzzo, R.G. Adsorption of bifunctional organic disulfides on gold surfaces / R.G. Nuzzo, D.L. Allara // J. Am. Chem. Soc. - 1983. - Vol. 5. - P. 4481 - 4483.

119. Xiu ,Dong Yang. Biomimetic Coating on Titanium Metal and Its Excellent Cell Proliferation / Dong Yang Xiu [etc.] // Key Engineering Materials. -2007. - Vol. 19. - P. 613 - 616.

120. Vanderhoff, A. Experimental study of a metal hydride driven braided artificial pneumatic muscle /A. Vanderhoff, J. K. Kwang // Smart Mater. Struct. -2009. - Vol. 18. - C. 125014 - 125024.

121. Zewail, A.H. Femtochemistry. Atomic - scale dynamics of the chemical bond using ultrafast lasers / A.H. Zewail ; Ingmar Grenthe [etc.]. -Singapore : World Scientific Publishing Co., 2003. - 476 p.

122. Умэдзава, Х. Термополевая динамика и конденсированные состояния : пер с англ. / Умэдзава Х., Мацумото Х., Татики. - М. : Физматлит, 1985. - 509 с.

123. Безносюк, С.А. Электронная теория активных центров микроструктурных превращений материалов: дис. ... докт. ф.-м. наук / С.А. Безносюк. - Томск, 1993. - 180 с.

124. Beznosjuk, S.A. Approximating Quasiparticle Density Functional Calculations of Small Active Clusters: Strong Electron Correlation Effects / S.A. Beznosjuk [etc.] // Int. J. Quant. Chem. - 1990. - № 6. - C. 779 - 797.

125. Beznosjuk, S.A. Density Functional Calculation of Transition Metal Cluster Energy Surfaces Clusters: Strong Electron Correlation Effects / S.A. Beznosjuk, R.D. Dajanov, A.T. Kuldjanov // Int. J. Quant. Chem. - 1990. - № 5. -C.691 -698.

126. Beznosjuk, S.A. Informative Energetic Structure and Electronic Multistability of Condensed State on Metal Cluster Energy Surfaces Clusters:

Strong Electron Correlation Effects / S.A. Beznosjuk, B.F. Minaev, Z.M. Muldachmetov // J. Mol. Struct. - 1991. - № 5. - C. 779 - 797.

127. Безносюк, С.А. Квантовая реология и конфайнмент электронов в наноструктурах конденсированного состояния / С.А. Безносюк // Известия вузов. Физика. - 1994. - Т. 37, № 8. - С. 60-68.

128. Безносюк, С.А. Концепция квантовой топологии наноструктур конденсированного состояния / С.А. Безносюк // Известия вузов. Физика. -1996. - Т. 39, №5. - С.111 - 124.

129. Beznosyuk, S.A. Electron swarming in carbon nanostructures / S.A. Beznosjuk, M.S. Beznosjuk, D.A. Mezentsev // Comp. Material Science. - 1998. -Vol. 36, № 5 - 6. - P. 717 - 719.

130. Безносюк, С.А. Информация склеек и компьютерная нанотехнология вещества / Безносюк С.А., Безносюк М.С., Жуковская Т.М. // Известия АГУ. - 1998. - N 4. - С. 43 - 45.

131. Beznosyuk, S.A. Electron swarming in carbon nanostructures / S.A. Beznosjuk, M.S. Beznosjuk, D.A. Mezentsev // Comp. Material Science. - 1998. -Vol. 36, № 5 - 6. - P. 717 - 719.

132. Безносюк, С.А. Влияние квантовой топологии кинематических связей на механизм наноструктурирования материалов / С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская // Известия вузов. Физика. - 2000. - Т. 43, № 112. - С. 14 - 19.

133. Безносюк, С.А. Топологические и энергетические особенности потенциалов позиционирования и транспорта в наносистемах / С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская, А.В. Колесников, Д.А. Мезенцев // Известия вузов. Физика. - 2001. - Т. 44, №2. - С. 5 - 11.

134. Безносюк, С.А. Наноструктурная самоорганизация термостатистических систем химических частиц / С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, T.M. Жуковская // Известия АГУ. - 2001. - №3. - С.7 - 11.

135. Beznosyuk, S.A. Dissipative processes of information dynamics in nanosystems / S.A. Beznosjuk, A.V. Kolesnikov, D.A. Mezentsev,

M.S.Zhukovsky // Materials Science & Engineering. - 2002. - Vol. 19, № 1. - P. 91 -94.

136. Beznosyuk, S.A. Modern quantum theory and computer simulation in nanotechnologies: Quantum topology approaches to kinematical and dynamical structures of self -assembling processes/ S.A. Beznosjuk // Materials Science & Engineering. - 2002. - Vol. 19, № 1. - P. 369 - 372.

137. Weiss, U. Quantum Dissipative Systems / U. Weiss. - Singapore : World Scientific, 1993. - 238 p.

138. Isar, A. Open quantum systems / A.Isar // Int. J. Mod. Phys. - 1994. -№ 3. - P. 635 - 714.

139. Ingarden, R.S. Information Dynamics and Open Systems: Classical and Quantum Approach / R.S. Ingarden, A. Kossakowski, M. Ohya. - New York: 1997. - 320 p.

140. Accardi, L. Quantum Theory and Its Stochastic Limit / Accardi L., Lu Y.G., Volovich I.V. - New York : Springer Verlag, 2002.

141. Attal, S. Open Quantum Systems: the Markovian Approach / Attal S., Joye A., Pillet C. -A.- Springer, 2006.

142. Tarasov, V.E. Quantum Mechanics of Non -Hamiltonian and Dissipative Systems / V.E. Tarasov. - Amsterdam, Boston, London, New York : Elsevier Science, 2008. - 530 p.

143. Lindblad, G. On the generators of quantum dynamical semigroups / G. Lindblad // Commun. Math. Phys. - 1976. - № 48. - P. 119 - 130.

144. Gorini, V. Completely positive dynamical semigroups of N-level systems / V. Gorini, A. Kossakowski, E. C. Sudarshan // J. Math. Phys. - 1976. -№ 17. - Р. 821 - 825.

145. Lindblad, G. Non-Equilibrium Entropy and Irreversibility. Delta Reidel / G. Lindblad. - Dordrecht etc.: Reidel, 1983. - 166 p.

146. Alicki, R. Quantum Dynamical Semigroups and Applications / Alicki R., Lendi K. - Berlin : Springer Verlag, 1987.

147. Мулдахметов, М.М. Теория электронного строения молекул: (новые аспекты) / М.М. Мулдахметов, Б.Ф. Минаев, С.А. Безносюк. - Алма -Ата : Наука, 1988. - 216 с.

148. Рит, М. Наноконструирование в науке и технике. Введение в мир нанорасчета / Рит М. - М. ; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. - 160 с

149. Камилов, И.К. Исследование фазовых переходов и критических явлений методами Монте - Карло / И.К. Камилов ,А.К. Муртазаев, Х.К. Алиев // Успехи физических наук. - 1999. - № 7. - С. 773 - 795.

150. Ландау, Л.Д. Собрание трудов : в 2 т. Т. 1 / Ландау Л.Д. - М. : Наука, 1969. - 512 с.

151. Зубарев, Д.Н. Неравновесная статистическая термодинамика / Зубарев Д.Н. - М. : Наука, 1971. - 415 с.

152. Боголюбов, Н.Н. Проблемы динамической теории в статистической физике / Боголюбов Н.Н. - М. : Гостехиздат, 1946. - 102 с.

153. Пригожин, И. Неравновесная статистическая механика / Пригожин И. - М. : Мир, 1964. - 316 с.

154. Боголюбов, Н.Н. Введение в квантовую статистическую механику / Боголюбов Н.Н., Боголюбов Н.Н. (мл.). - М. : Наука, 1984. - 384 с.

155. Гулд, Х. Компьютерное моделирование в физике : в 2 т. Т. 2 / Гулд Х., Тобочник Я. - М. : Мир, 1990. - 400 с.

156. Evans, D.J. Nonequilibrium molecular dynamics via Gauss's principle of least constraint / D.J. Evans, W.G. Hoover, B.H. Failor, B. Moran, A.J.C. Ladd // Phys. Rev. A. - 1983. - № 29. - P. 1016.

157. Allen, M.P. Computer simulation of liquids / Allen M.P., Tildesley D.J. - Oxford : Clarendon Press, 1987. - 385 p.

158. Pang, T. An Introduction to Computational Physics / T. Pang. -Cambridge : Cambridge University Press, 2006 - 385 p.

159. Нейман, Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов / Нейман Дж. - М. : Мир, 1971. - 381 с.

160. Wolfram, S. Twenty problems in the theory of cellular Automata / S. Wolfram // Physica Scripta. - 1985. - T. 9. - P. 170 - 183.

161. Wolfram, S. Theory and Application of Cellular Automata / S. Wolfram. - Singapore : World scientific, 1987. - 369 p.

162. Беркович, С.Я. Клеточные автоматы как модель реальности: поиски новых представлений физических и информационных процессов : пер. с англ. / Беркович С.Я. ; авт. предисл. В.И. Аршинов, Г.М. Лапир].- М. : Изд - во МГУ, 1993. - 110 с.: ил.

163. Абашева, Э.Р. Исследование и моделирование процессов кристаллизации с применением клеточных автоматов : автореф. дис. ... канд. физ. - мат. наук / Э.Р. Абашева. - Москва, 2007. - 18 c.

164. Toffoli, T. Cellular Automata Machines: a New Environment for Modeling (Scientific Computation) / T. Toffoli, N. Margolus // Press Cambridge. -1987. - 259 p.

165.Тоффоли, Т. Машины клеточных автоматов / Т. Тоффоли, Н. Марголус ; пер. с англ. П.А. Власова, Н.В. Барабанова ; под ред. Б.В. Баталова. - М. : Мир, 1991. - 278 с.

166. Holland, J. H. Adaptation in natural and artificial systems. An introductory analysis with application to biology, control, and artificial intelligence / J. H. Holland. - London: Bradford book edition. - 1994. - 452 p.

167. Лобанов А.И. Модели клеточных автоматов / Лобанов А.И. // Компьютерные исследования и моделирование. - 2010. - Т. 2, № 3. - С. 273 -293.

168. Oono, Y. Discrete model of chemical turbulence / Y. Oono, M. Kohomoto // Phys. Rev. Lett. - 1985. - Vol. 55, № 27. - P. 2927 - 2931.

169. Псахье, С.Г. Метод подвижных клеточных автоматов как новое направление дискретной вычислительной механики. I. Теоретическое описание / Псахье С.Г., Остермайер Г.П., Дмитриев А.И., Шилько Е.В., Смолин А.Ю., Коростелев С.Ю. // Физическая мезомеханика. -2000. -Т. 3, № 2. - С. 5 - 13.

170. Псахье, С.Г. Метод подвижных клеточных автоматов как инструмент физической мезомеханики материалов / Псахье С.Г., Коростелев С.Ю., Смолин А.Ю., Дмитриев А.И., Шилько Е.В., Моисеенко Д.Д., Татаринцев Е.М., Алексеев С.В. // Физическая мезомеханика. - 1998. - Т. 1, № 1. - С. 95 - 108.

171. Псахье, С.Г. Интерпретация параметров метода подвижных клеточных автоматов на основе перехода к континуальному описанию / Псахье С.Г., Чертов М.А., Шилько Е.В. // Физическая мезомеханика. - 2000.

- Т. 3, № 3. - С. 93 - 96.

172. Малинецкий, Г.Г. Применение клеточных автоматов для моделирования движения группы людей / Г.Г. Малинецкий, М.Е.Степанцов // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 2004. - Т. 44, № 11. - С. 2108 - 2112.

173. Witten, T.A. Diffusion -limited aggregation / T.A. Witten, L. Sander // Phys. Rev. - 1983. - № 27. - P. 5686 - 5697.

174. Безносюк, С.А. Многоуровневое строение, физико - химические и информационные свойства вещества / С.А.Безносюк, А.И.Потекаев, М.С.Жуковский, Т.М.Жуковская, Л.В.Фомина . - 2 -е изд., перераб., испр. -Томск : Изд - во НТЛ, 2006. - 248 с.

175. Давыдов, А.С. Квантовая механика: учеб. пособие / Давыдов А.С.

- 3 изд., стереотип. - СПб. : БХВ - Петербург, 2011. - 704 с.

176. BeznosyukS.A., ZhukovskyM.S. MaslovaO.A., TerentevaYu.V. Maksimov D.Yu. Computer simulation of attosecond nanotechnologies based on quantum NEMS in materials // Int. J. Nanotechnol. - 2017. - Vol. 14. N.7-8 - P. 590-603.

177. Жуковский, М.С. Би-ионные и би-радикальные релятивистские субфемтосекундные квантовые флуктуации неравновесных наносистем / М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Ползуновский вестник. - 2009. - №3. - С. 19 - 23.

178. Zurek, W.H. Decoherence and the Transition from Quantum to Classical / W.H. Zurek // Phys Today. - 1991. - Vol. 44. - P. 36 - 44.

179. Moore, G.T. Scully Frontiers of Nonequilibrium Quantum / G.T. Moore, M.O. Scully // Statistical Physics. - 1986. - Vol. 135. - P. 145 - 149.

180. Менский, М.Б. Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология : пер с англ. / М.Б. Менский. - М. : ФИЗМАТ ЛИТ, 2001. -232 с.

181. Zurek, W.H. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical / W.H. Zurek // Rev. Mod. Phys. - 2003. - Vol. 75, № 3. - P. 715 - 775.

182. Безносюк, С.А. Компьютерная нанотехнология (КомпНаноТех): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, С.В. Важенин, Я.В. Лерх (авторы и правообладатели). - № 2009613043; зарег. 10.06.2009.

183. Безносюк, С.А. Мультимедийный программный комплекс «Компьютерный наноинжиниринг»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ /С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, С.В. Важенин; заявитель и правообладатель ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет». - № 2010612461; зарег. 07.04.2010.

184. Безносюк, С.А. Программа для ЭВМ «КомпНаноДизайн»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ/ С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, О.А. Маслова; заявитель и правообладатель ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет». - № 2014610930; зарег. 20.01.2014

185. Pisana, S. Breakdown of the adiabatic Born - Oppenheimer approximation in graphene / S. Pisana, M. Lazzeri, C. Casiraghi, K.S. Novoselov, A.K. Geim, A.C. Ferrari, F.U. Mauri // Nature Materials. - 2007. - Vol. 6. - P. 198 - 201.

186. Безносюк, С.А. Законы и закономерности движения частиц в наномире / C.A. Безносюк, С.В. Важенин, М.С. Жуковский // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. - Т. 4. - С. 35. - 41.

187. Beznosyuk, S.A. Simulation of structural evolution of nanoscopic graphene samples / S.A. Beznosyuk, S.V. Vazhenin, M.S Zhukovsky //

Proceedings of symposium I "Multifunctional advanced composite materials: manufacturing, structure, properties. Fall Meeting E -MRS 2009. - Warsaw, 2009. - 14 -18 september. - P. 40 - 48.

188. Beznosyuk, S.A. Transformation Evolution of Graphene and Nickel Nanoparticles S.A. Beznosyuk, S.V. Vazhenin, O.A. Maslova, M.S. Zhukovsky, T.M. Zhukovsky // Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems. NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2008. -P. 215 -224.

189. Важенин, С.В. Компьютерное моделирование процессов самоорганизации графена / Важенин С. В., Жуковский М.С., Безносюк С.А. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2010. - Т. 7, № 2. - С.7 - 14.

190. Drexler, K.E. Nanosystems: molecular mashinary, manufacturing, and Computation / Drexler K.E // New York: John Wiley @ Sons. Inc. - 1992. - P. 556.

191. Christensson N., Kauffmann H. F., et al. Origin of long-lived coherences in light-harvesting complexes // J. Phys. Chem. B. - 2014. - 116 (25), P. 7449-7454

192. Halpin A., Johnson Ph. J. M., et al. Two-dimensional spectroscopy of a molecular dimer unveils the effects of vibronic coupling on exciton coherences //Nature Chemistry. - 2014. - 6, 196-201.

193. Romero E., Augulis R., et al.Quantum coherence in photosynthesis for efficient solar-energy conversion // Nature Physics. - 2014. - Advanced online publication. doi: 10.1038/nphys3017.

194. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Потекаев А.И. Теория движения в конденсированном состоянии квантовых электромеханических плазмоидных наноботов. //Изв. вузов. Физика. — 2013, . — Т. 56, № 5, . — C. 55-61.

195. Жуковский М.С., Безносюк С.А., Ванчинкхуу Дж. Теоретические основы и компьютерное моделирование фемтосекундного импульсного синтеза активных центров наноструктурных превращений материалов //

Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2013. — Т. 10. — №2. С 176-184.

196. Жуковский М.С., Важенин С.В., Маслова О.А., Безносюк С.А. Теория и компьютерное моделирование неравновесных квантовых электромеханических процессов наноструктурирования материалов. Монография. Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2013, 172 с.

197. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М. Основы теории наноэлектромеханических систем плазмоидных наноботов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2013. - Т.10. - №3. - С.409-416.

198. Жуковский М.С, Безносюк С.А. Квантовая теория моделирования фемтосекундно-импульсной самосборки и самоорганизации активных нанометровых частиц в материалах. //Нанотехника. 2013. № 1(33).

199. Безносюк С.А., Жуковский М.С. Теоретические основы создания наноэлектромеханических систем нанороботов в материалах. Монография. Барнаул: Изд-воАлт. гос. ун-та, 2013, 156 с.

200. Plimpton S. Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics // Journal of Computational Physics. - 1995. -Vol. 117. № 1. - P. 1-19.

201. Olbrich C., Carsten J., Strumpfer K, at al. Quest for spatially correlated fluctuations in the FMO light-harvesting complex //Journal of Physical Chemistry - 2011. - Vol. 115, № 4. - Р. 758-764.

202. Shim S., Rebentrost P.;,Valleau S.; Aspuru-Guzik A.Atomistic Study of the Long-Lived Quantum Coherences in the Fenna-Matthews-Olson Complex //Biophysical Journal - 2012. - Vol. 102, № 3. - Р. 649-660.

203. Beznosyuk, S.A. Computer simulation of growing fractal nanodendrities by using of the multi - directed cellular automatic device / Beznosyuk, S.A., Lerh Ja. V., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. // Materials Science and Engineering. - 2007. - Vol. 27. - P. 1270 - 1272.

204. Хакен, Г. Синергетика: сб. статей: пер. с англ. / Хакен Г., Мисра Б., Пригожин И. и др. - М. : Мир, 1984. - 248 с.

205. Жданов, Ю.А. Энтропия информации в органической химии / Жданов Ю.А. - Ростов -на -Дону : Изд. во Ростов ун -та, 1979. - 55 с.

206. Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование агрегации наночастиц в условиях неравновесной самосборки / С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская // Перспективные материалы. - 2009. - N 7. - С. 49 - 53.

207. Beznosyuk, S.A. Informational approach to self - assembling aggregation of colloidal nanoparticles / S.A. Beznosyuk, J.V. Lerh, M.S. Zhukovsky, T.M Zhukovsky // Materials Science & Engineering. - 2009. - Vol. 29, № 3. - P. 884 - 888.

208. Овчаренко, А.Г. Электрофоретическое поведение агрегатов ультрадисперсных частиц / Овчаренко А.Г., Солохина А.Б., Сатаев Р.Р., Игнатенко А.В. // Коллоидный журнал. - 1991. - 6. - С.1067-1071.

209. Байдакова, М.В. Фрактальная структура кластеров ультрадисперсного алмаза / Байдакова М.В., Вуль А.Я., Сиклицкий В.И., Фалеев Н.Н. // Физика твёрдого тела. - 1998. - №4. - С. 776 - 780.

210. Shrivastava, S. Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles /S. Shrivastava, T. Bera, A. Roy, G. Singh, Р. Ramachandrarao, D. Dash. // Nanotechnology. - 2007. - № 18. - Р. 1

211. Лысак, Г.В. Научные и прикладные аспекты получения и использования в очистке воды модифицированного микроволокнистого полипропилена /Г.В. Лысак, Г.Г. Волокитин, Т.Д. Малиновская, О.Д. Лукашевич, И.А. Лысак // Вода: технология и экология. - 2009. - № 4. - С. 21 -29.

212. Пат.2408411 Российская Федерация, МПК7 B01D 39/16, B82B 3/00. Фильтрующий материал и способ его получения / Волокитин Г.Г., Малиновская Т.Д., Лысак И.А., Лысак Г.В., Лукашевич О.Д. -№2009123340/05. Заявл. 18.06.2009, опубл. 10.01.2001 // БИПМ. - 2011. - № 1. - С. 486-487.

213. Жуковский М.С., Лысак И.А., Лысак Г.В., Важенин С.В., Малиновская Т.Д., Безносюк С.А. Формирование наночастиц серебра на

полипропиленовых микроволокнистых носителях Изв вузов. Физика. - 2011.

- т.54. - №7. - С. 9-18.

214. Shi, F. G. Size dependent thermal vibrations and melting in nanocrystals / F.G. Shi // J. Mater. Res. - 1994. - Vol. 9, N 5. - P. 1307 - 1313.

215. Безносюк, С.А. Топологические и энергетические особенности потенциалов позиционирования и транспорта в наносистемах / С.А. Безносюк, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская, А.В. Колесников, Д.А. Мезенцев // Известия вузов. Физика. - 2001. - Т. 44, №2. - С. 5 - 11.

216. Безносюк, С.А. Наноструктурная самоорганизация термостатистических систем химических частиц / С.А. Безносюк, М.С. Жуковскда, T.M. Жуковская // Известия АГУ. - 2001. - №3. - С.7 - 11.

217. Карпов, С.В. Экспериментальные проявления взаимосвязи локальной структуры агрегатов наночастиц серебра и их спектров поглощения / С.В. Карпов, В.С. Герасимов, А.С. Грачев, И.Л. Исаев, О.П. Подвалова, В.В. Слабко // Коллоидный журнал.- 2007.- Т. 69, № 2. - С. 190 -200.

218. Brechignac, C. Thermal and chemical nanofractal relaxation / C. Brechignac, Ph. Cahuzac, F. Carlier, C. Colliex, M. De Frutos, N. Kebaili, J. Le Roux, A. Mas -son, B. Yoon // Eur. Phys. J. - 2003. - № 24. - P. 265 -268.

219. Смирнов, Б.М. Физика фрактальных кластеров / Смирнов Б.М. -М.: Наука, 1991. - 136 с.

220. Третьяков, Ю.Д. Синтез функциональных нанокомпозитов на основе твёрдофазных нанореакторов / Третьяков Ю.Д., Лукашин А.В., Елисеев А.А. // Успехи химии. - 2004. - № 9. - С. 974 - 998.

221. Ролдугин, В.И. Фрактальные структуры в дисперсных системах / Родулгин В.И. // Успехи химии. - 2003. - № 10. - С. 931 - 959.

222. Schaefer, D.W. Fractal geometry of colloidal aggregates / D.W. Schaefer, J.E. Martin, P. Wiltzius, D. S.Cannell // Physical Review Letters. - 1984.

- № 52. - P. 2371 - 2374.

223. Weitz, D.A. Fractal structures formed by kinetic aggregation of aqueous gold colloids / D. A. Weitz, M. Oliveria // Phys. Rev. Lett. - 1984. - № 52. - P. 1433 - 1436.

224. Brady, R. M. Fractal growth of copper electrodeposits / Brady R.M., Ball R.C. // Nature. - 1984. - Vol. 309. - P. 225 - 229.

225. Witten, T.A. Diffusion -limited aggregation / T.A. Witten, L. Sander // Phys. Rev. - 1983. - № 27. - P. 5686 - 5697.

226. Тоффоли, Т. Машины клеточных автоматов / Т. Тоффоли, Н. Марголус ; пер. с англ. П.А. Власова, Н.В. Барабанова ; под ред. Б.В. Баталова. - М. : Мир, 1991. - 278 с.

227. Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование агрегации дендритных покрытий нанопор материалов с учётом ограниченной диффузии и реконструкции /С.А. Безносюк, А.С.Фомин, М.С.Жуковский, Т.М.Жуковская. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2006. - № 1. - С. 68 - 73.

228 Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование ограниченной диффузией агрегации фрактальных кластерных нанодендритов / С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2006. - №1. - С. 54 -60.

229. Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование самоорганизации фрактальных кластерных нанодендритов / Безносюк С.А., Лерх Я.В, Жуковская Т.М. // Ползуновский вестник. - 2005. - № 4. - С. 143 - 150.

230. Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование самоорганизации фрактальных наноструктур никеля в неравновесных условиях / С.А. Безносюк, Я.В. Лерх, М.С. Жуковский, Т.М. Жуковская // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2008. - Т. 5, №1. - С.61 -67.

231. Безносюк, С.А. Компьютерное моделирование процессов агрегации фрактальных наноструктур покрытий материалов / Безносюк С.А., Лерх Я.В., Фомин А.С. // Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и

утилизации изделий: сб. трудов четвёртой междунар. конф., (Большая Ялта, 18 - 22 сент. 2006). - Большая Ялта, 2006. - С.83.

232. Федер, Е. Фракталы / Федер Е. ; пер. с англ. Ю.А. Данилова, А. Щукурова. - М. : Мир, 1991. - 260 с.

233. Олемской, А. Н. Использование концепции фрактала в физике конденсированной среды / А.Н. Олемской, А. Я. Флат // Успехи физических наук. - 1993. - № 12. - С. 1-50.

234. Balbuena, P.B. Nanomaterials: Design and Simulation / P.B. Balbuena, J.M. Seminario. - Amsterdam: Elsevier, 2007. - 319 p.

235. Суздалев, И.П. Нанотехнология: Физико -химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов / Суздалев И.П. - Изд. 2 -е, испр. - М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. - 592 с.

236. El-Sayed, M.A. Some Interesting Properties of Metals Confined in Time and Nanometer Space of Different Shapes / M.A. El-Sayed // Acc. Chem. Res. - 2001. - Vol. 34. - № 4. - Р. 257 - 264.

237 Металлография титана : науч. изд. / под ред. С.Г. Глазунова, Б.А. Колачева. - М. : Металлургия, 1980. - 464 с. : граф., табл., фото.

238. Валиев, Р.З. Наноструктурный титан для биомедицинских применений: новые разработки и перспективы коммерциализации / Р.З. Валиев, И.П. Семенова, В.В. Латыш, А.В. Щербаков, Е.Б. Якушина // Российские нанотехнологии. - 2008. - Т. 3, № 9 -10. - С. 80 - 89.

239. Brunette, D.M. Titanium in Мedicine / Brunette D.M., Tengvall P., Textor M., Thomsen P. // Springer - Verlag Berlin Heidelberg. - 2001. - № 38. -P. 1019 - 1024.

240. Жуковский, М.С. Компьютерное моделирование устойчивости и энергетической насыщенности нанослоевых и объемных наночастиц титана / М.С. Жуковский, Е.Ю. Гаврусева, Т.М. Жуковская, С.А. Безносюк // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2009. -Т.6, № 3. - С. 21 -29.

241. Гаврусева, Е.Ю. Моделирование температурной зависимости свойств неравновесных наночастиц титана методом квантовой нанодинамики

/ Е.Ю. Гаврусева, М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Известия АлтГУ. Химия. - 2010. - № 3 -2 (67). - С.135 - 140.

242. Jiang, Q. Thermal stability of crystalline thin films / Q. Jiang // Thin Solid Films. - 1998. - Vol. 312. - P. 357 - 361.

243. Рехвиашвили, С.Ш. К вопросу о теплоемкости нанокристаллических веществ / Рехвиашвили С.Ш. // Письма в журнал технической физики. - 2006. - Т. 30, № 22. - С. 65 - 70.

244. Бандин, А.Е. Термодинамическая и фононная модели плавления сферических наночастиц 3d -переходных металлов / Бандин А.Е., Безносюк С.А. //НАНО 2009: третья всерос. конф. по наномат., (Екатеринбург, 20 -24 апр. 2009 г.). - Екатеринбург, 2009.

245. Бокий, Г.Б. Кристаллохимия / Бокий Г.Б. - М. : Наука, 1991. - 400

с.

246. Hanszen, K.-J. Theoretische untersuchungen uber den schmelzpunkt kugelchen / K.-J. Hanszen // Ztschr. Phys. Bd. - 2009. - Vol. 157, № 5. - P. 1731 - 1773.

247. Beznosyuk, S.A. Self - Assembling Growth of Fractal Catalysts on Fuel Cell's Electrode / S.A. Beznosyuk, Y.V. Lerh, S.V. Vazhenin, M.S. Zhukovsky, T.M. Zhukovsky // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. -2009. - Vol. 9, № 2. - P.1582 -1584.

248. Zhukovsky, M.S. Investigation of transition metal nanoparticle self -assembling in nanopores of multifunctional composite materials by Monte - Carlo computer simulation / M.S. Zhukovsky, S.A. Beznosyuk, M.S. Grishko // Multifunctional advanced composite materials : manufacturing, structure, properties : proceedings of symposium. Fall Meeting E - MRS, 14 -18 september 2009. - Warsaw, 2009. - P. 29 - 39.

249. Zhukovsky, M.S. Computer modeling of hydrogen fuel cell subsystems: carbon nanogel electrodes and fractal nanoparticle catalys /M.S. Zhukovsky, L.V. Fomina, S.A. Beznosyuk [etc.] // International Journal of Hydrogen Energy. - 2011. - V. 36, № 1. - P. 1212 -1216.

зика. - 2005. - №6. - С. 82 - 90.

250. Каприле, Б. Моделирование дендритного роста на основе «случайного дождя» / Б. Каприле, А. Леви, Л. Лиджерн // Фракталы в физике : труды VI междунар. симпозиума по фракталам в физике : пер. с англ. / под ред. Л.Пьетронеро, Э. Тозатти. - М., 1988. - С. 389 - 394.

251. Brechignac, C. Thermal and chemical nanofractal relaxation / C. Brechignac, Ph. Cahuzac, F. Carlier, C. Colliex, M. De Frutos, N. Kebaili, J. Le Roux, A. Mas -son, B. Yoon // Eur. Phys. J. - 2003. - № 24. - P. 265 -268.

252. Landau, L.D. Quantum Mechanics: non-Relativistic Theory. V. 3 / Landau L.D, Lifshitz E.M. - Oxford: Pergamon Press, 1977. - 691 p.

253. Beznosyuk, S.A. Quantum-sized mechanism of hydrogen polycondensation on carbon nanotubular surfaces / Beznosyuk S.A., I.A.Stobbe, M.S. Zhukovsky // Materials Science & Engineering. - 2007. - Vol. 27. - P. 1277 - 1279.

254. Beznosyuk, S.A. Self-assembling of hydrogen superadsorbate in single -walled carbon nanotubes / S.A. Beznosyuk, O.A. Maslova, L.V. Fomina, M.S. Zhukovsky // Supperlattices and Microstructures. - 2009. - Vol. 9, № 1 -2. - P. 384 -386.

255. Beznosyuk, S.A. Theoretical Modeling of Hydrogen Polycondensation on Carbon Nanotubular Surfaces /S.A. Beznosyuk, O.A. Maslova, I.A.Shtobbe, M.S. Zhukovsky, T.M. Zhukovsky // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. -2009. - Vol. 9, № 2. - P. 1408 - 1411.

256. Maslova, O.A., /O.A. Maslova, S.V. Vazhenin, T.M. Zhukovsky, M.S. Zhukovsky, S.A. Beznosyuk. Nanosystem accumulators of hydrogen: Quantum polycondensates of hydrogen biradicals in carbon nanotubes//International Journal of Hydrogen Energy. - 2011. - V.36 . - N 1 . - P. 1287-1291.

257. S.A. Beznosyuk S.A., O.A. Maslova, M.S. Zhukovsky Convertible hydrogen biradicals storage by graphene nanosheets //Int. J. Hydrogen Energy. - 2016. - V. 41.- pp 7590-7599

258. Beznosyuk, S.A. Theory and Computer Simulation of Quantum NEMS Energy Storage in Materials / S.A. Beznosyuk , M. S. Zhukovsky T.M. Zhukovsky, //International Journal of Nanoscience - 2015- Vol. 14, Nos. 1 & 2 -1460023

259. Beznosyuk, S.A. Attosecond nanotechnology: NEMS of energy storage and nanostructural transformations in materials / S.A. Beznosyuk , M.S. Zhukovsky, O. A. Maslova //AIP Conference Proceedings - 2015- 1683 - 020024

260. Beznosyuk, S.A. Numerical simulation of the attosecond quantum sensor at supra-atomic scale level of smart materials / S.A. Beznosyuk, O. A. Maslova, D. Yu. Maksimov, M.S. Zhukovsky, Yu. V. Terentyeva //AIP Conference Proceedings 2051 - 020031-1 - 4 - 2018;