Обсуждение размерных эффектов
Новая энергетическая концепция позволяет предложить необходимые модельные и теоретические идеи о поведении наноструктур. Эмпирические формулы и графический анализ взаимосвязи размерных эффектов в диапазоне наномасштабов, выполненные учёными (159, 178), неизменно свидетельствуют о возможности введения в их анализ экспоненциальной взаимосвязи эффектов с геометрическими параметрами. Наиболее показательна формула взаимосвязи удельного электросопротивления тонких плёнок от её характеристического размера, предложенная ещё в начале XX века Д. Томсоном и неолнокоатно уточняемая в дальнейшем (178, с. 45):
где рд — удельное электросопротивление компактного крупнозернистого металла; р — удельное электросопротивление изучаемого образца (плёнки); к =8/1(к<); I — длина свободного пробега электронов; 8 — толщина плёнки. В ортогональной координатной системе формула Томсона характеризует ограниченный участок логарифмической кривой. Поскольку логарифмическая кривая характеризует экспоненциальный процесс конденсации энергии квантового вакуума, то при анализе процесса и управлении им необходимо учитывать ускорение изменения удельного сопротивления.
Формула Томсона может быть трансформирована в выражение одномерной модели экспоненциальной взаимосвязи двух видов энергии. В качестве модели мы предложили первые члены разложения в ряд Тейлора параметров энергии как аналитической функции квантового вакуума, которые своими корнями, как мы полагаем, связаны с формулами Рида для макроколичеств веществ, находящихся в критическом состоянии.
Разные численные значения коэффициентов в подобных формулах для разных материалов характеризуют разные диапазоны частот, в которых проявляются искомые физико-химические свойства наноструктурных материалов, и расстояния от геометрических границ, за которыми, с уменьшением масштабов, проявления свойств исчезают полностью. Каждое свойство характеризуется «своим диапазоном геометрических масштабов солитонов — носителей этого свойства». На численные значения коэффициентов влияют «смешанные размерности» единиц физических величин контролируемых параметров, различия в зарядовой асимметрии разных наноматериалов, свойства взаимно внешних координатных систем, в которых находится исследователь и изучаемый нанопроцесс конденсации. После введения соответствующих поправок (приведение размерностей физических величин к безразмерному виду, приведение размерности энергетических процес
сов к одной мерности пространства и др.) все коэффициенты приводятся к единичным значениям. После этого параметры преобразования двух видов энергии характеризуются только значениями чисел Фибоначчи и простых чисел и их соотношениями.
В новой энергетической концепции все непривычные свойства материи в геометрических наномасштабах объясняются достаточно просто и единообразно. Любое вещество в наномасштабах приближено к критическому состоянию. В этом состоянии вещество утрачивает общеизвестные индивидуальные математикофизико-химические свойства и становится чрезвычайно чувствительным к внешним «сверхвысокочастотным полям» (в пределе — статическим) любой физической природы при одновременной высокой избирательности взаимодействия с отдельными диапазонами высоких частот, что также объяснимо. В нанопроцессах обнаруживается «новое свойство», известное в необратимых термодинамических процессах, но иначе объясняемое в концепции одного вида энергии.
«Новизна» заключается в том, что лавинная конденсация, начавшаяся в наномасштабах вещества, введённого в критическое состояние на одной из технически доступной сверхвысокой резонансной частоте, распространяется на более широкий диапазон в сторону низких и сверхнизких частот преобразования двух видов энергии, как волна возмущения-конденсации в микро — и макромасштабы материальных сред. Лавинный процесс прекращается, как только фазовые состояния параметров конденсации и отвода сконденсированной энергии расходятся.
Полагаем, что предложенная нами таблица кристаллической структуры энергии и релевантная модель А. В. Благова пригодны для прогнозирования и моделирования свойств наноструктурных материалов на основе периодической системы Д. И. Менделеева.