МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ТРАНСПОРТ В СУБНАНОМЕТРОВЫХ КАНАЛАХ
Борман В.Д., Тепляков В.В., Тронин В.Н., Тронин И.В., Троян В.И.

Received: December 27, 1999

PACS: 66.10.Cb; 82.20.Mj

Методом функционала плотности показано, что описание молекулярного транспорта в субнанометровых каналах сводится к описанию диффузии в одномерной системе, в которой есть сильные флуктуации плотности с конечным временем жизни кластеров. Предложен новый механизм диффузии, позволяющий объяснить переход от активируемой диффузии одиночных частиц в канале при малой степени заполнения к быстрой безбарьерной диффузии, которая представляет собой распространение возмущений плотности при больших степенях заполнения. Показано, что при увеличении степени заполнения притяжение молекул (эффективное притяжение молекул - твердых сфер) приводит к исчезновению энергетического барьера для диффузии вдоль оси канала. Другим следствием (эффективного) притяжения молекул является образование кластеров молекул в канале, которые в силу одномерности системы имеют конечное время жизни. Размер кластеров и их время жизни возрастают при увеличении степени заполнения канала. Диффузия частиц в кластерах представляет собой безбарьерный процесс распространения возмущений плотности. Полученные зависимости коэффициента диффузии от давления, температуры и степени заполнения уже в модели твердых сфер позволяют описать все известные авторам экспериментальные данные.