ҚҰРЫЛЫМЫ БІРТЕКТІ ЕМЕС БЕТТЕРДЕ МОДЕЛЬДЕНГЕН БӨЛШЕКТЕРДІҢ ГЕТЕРОАННИГИЛЯЦИЯСЫ КЕЗІНДЕГІ ФРАКТАЛДЫҚ, СТАТИСТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ КИНЕТИКАЛЫҚ ПАРАМЕТРЛЕРДІҢ ӨЗГЕРІСІНЕ ТАЛДАУ.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No3/80-87Кілт сөздер:
гетероаннигиляция, фракталды кинетика, фракталды өлшемділік, құрылымы біртекті емес бет, мультифракталдық талдау, өаза әрекеттесу ықтималдығыАңдатпа
Құрылымы біртекті емес жазық беттердегі бөлшектердің өзара әсерлерін қарастырғанда, жазық беттің морфологиясы, әсерлесетін бөлшектердің таралуы және олардың процесс кезіндегі қозғалысы әртүрлі моделдік әдістерде кеңінен қолданылады. Бұл жұмыста құрылымы біртекті емес жазық бетте хаосты және мультифракталды таралған бөлшектердің гетероаннигиляция процесі кезіндегі өзгеретін кинетикалық, статистикалық және фракталды параметрлерінің салыстыру нәтижелері келтірілген. Гетероаннигиляция процесі кезіндегі бөлшектердің беттік қозғалысы мен әртүрлі өзараәсерлесу ықтималдықтарын өзгергендегі олардың уақыт және кеңістік бойынша өзгеретін қасиеттерін имитациялау үшін IV класты ықтималдық ұялы автомат әдісі қолданылды. Осылайшы модельдеу нәтижесінде гетероаннигиляция процесінің әртүрлі итерациясы кезінде әсерлесетін бөлшектердің әсерлесу ықтималдығы, бастапқы таралуы және қозғалу еркіндігі кинетикалық режимдердің құрылуына әсер ететіндегі көрсетілді. Әсерлесетін бөлшектердің қозғалу еркіндігін төмендету арқылы жүйеде кеңістіктік біртектіліктің болмауын ұзағырақ уақытқа сақтауға болатыны көрсетілді. Әсерлесетін бөлшектердің қозғалу еркіндігі мен әсерлесу ықтималдығын арттыру арқылы фракталды өлшемнің өзгеру жылдамдығын және гетероаннигиляция кинетикасының жылдамдық коэффициентін жоғарылатуға болатыны көрсетілді. Гетероаннигиляция кезінде фракталды өлшемді төмендету арқылы өзара әсерлесетін бөлшектердің таралу симметриясының деңгейі мен формасының сипаттамасы болып табылатын асимметрияны азайтуға және эксцессаны арттыруға болаттындығы байқалды. Дегенмен, асимметрия мен эксцессаның үлкен мәндері өзара әсерлесетін бөлшектердің қалыпты беттік таралуынан ауытқитынын көрсетеді.
References
Vertyagina Y., Marrow T.J. Multifractal-based assessment of Gilsocarbon graphite microstructures. Carbon, 2016, Vol. 109, pp. 711 – 718. doi:10.1016/j.carbon.2016.08.049.
BodunovE.N. Kinetics of luminescence attenuation of nanocrystals: physical models and approximation by the sum of three exponents. Optics and spectrosc., 2023, Vol.131, pp.100-103. doi.10.21883/OS.2023.01.54545.91-22.
MwemaF., Tien-Chien J. Statistical and Fractal Description of Defects on Topography Surfaces. MATEC Web of Conferences, 374, 01001 (2023) ICARAE2022. doi. 10.1051/MATECCONF.2023.37401001.
Bryukhanov V.V., et al. Effect of Temperature on the Rate of Triplet–Triplet Annihilation of 1,2-Benzanthracene in a Polymer Matrix. Journal of Applied Spectroscopy, 2004, Vol. 71, pp. 54– 59. doi:10.1023/ B:JAPS.0000025348
BaktybekovK., KarstinaS., Vertyagina E., Myrzakhmet M., Akimbekov E. Dependence of accumulated luminosity of thermostimulated luminescence on type of the electron–hole center distribution in a crystal. Journal of Luminescence, Vol. 122-123, 2007, pp. 374 – 376. doi:10.1016/j.jlumin.2006.01.194.
Karstina S.G., Markova M.P., Bryukhanov V.V. Homo- and Heteroannihilation of Triplet-Excited Bengali Rose and Anthracene Molecules on Silica in a Wide Temperature Range. Journal of Applied Spectroscopy, 2003, Vol. 70, pp. 733–739, doi: 10.1023/B:JAPS.0000008871.70120.d4.
BagnichS.A.. Migration of triplet excitations of complex molecules in disordered media and in systems with limited geometry. Solid State Physics, 2000, Vol. 42, pp. 1775-1801. https://doi.org/10.1134/1.1318866.
PituliceaL., Vilasecad E., IsvoranaA., et al. Aspects Of Fractal Kinetics Of Enzymatic Reactions By Monte Carlo Simulations. Annals of West University of Timisoara Series Chemistry, 2011, Vol. 20(2), pp. 95 –104.
Grima R., Schnell S. A systematic investigation of the rate laws valid in intracellular environments. Biophys. Chem., 2006, Vol. 24, pp. 1 – 10, doi: 10.1016/j.bpc.2006.04.019.
Grima R. Schnell S. How reaction kinetics with time-dependent rate coefficients differs from generalized mass action. Chem.phys.chem., 2006,Vol. 7, pp. 1422 – 1424. https://doi.org/10.1002/cphc.200600081.
Turner T.E., Schnell S., Burrage K. Stochastic approaches for modeling in vivo reactions.Comput. Biol. And Chem., 2004, Vol. 28, pp. 165 – 178. doi: 10.1016/j.compbiolchem.2004.05.001.
Kopelman R. Fractal reaction kinetics. Science, 1988, Vol. 241, pp. 1620 – 1626. doi:10.1126/science.241.4873.1620.
Schnell S., Turner T.E. Reaction kinetics in intracellular environments with macromolecular crowding: simulations and rate laws. Progress in Biophysics and Molecular Biology, 2004, Vol. 83, pp. 235-260, doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2004.01.012.
Zhdanov V.P. Simulation of enzymatic cellular reactions complicated by phase separation. Physical Review E, 2000, Vol. 63, pp. 0119081 – 0119086. doi:10.1103/PhysRevE.63.011908.
Isvoran A., Vilaseca E., Ortega. F., et al. About implementing a Monte Carlo simulation algorithm for enzymatic reactions in crowded media. JSCS, 2006, Vol. 71, pp. 75 – 86. doi:10.2298/JSC0601075I.
Isvoran A., Unipan L. Fractal kinetics of enzymatic reactions in three dimensional crowded media. A computational study. Annals of West University of Timişoara, Series of Chemistry, 2007, Vol. 16, pp. 121 – 126.
Berry H. Monte Carlo simulations of enzyme reaction in two dimensions: Fractal kinetics and spatial segregation. Biophysical J, 2002, Vol. 83, pp. 1891 – 1902. doi: 10.1016/S0006-3495(02)73953-2.
Zelenyi L.M., Milovanov A.V. Fractal topology and strange kinetics: from percolation theory to problems in cosmic electrodynamics. Successes of physical sciences, 2004, Vol. 174, No. 8, pp. 809– 852, doi:10.1070/PU2004v047n08ABEH001705.
Nečas D., Klapetek P. Gwyddion: An open-source software for SPM data analysis, Cent. Eur. J. Phys, 2012, 10(1), pp. 181-188. https://doi.org/10.2478/s11534-011-0096-2.
BozhokinS.V., Parshin D.A.Fractals and multifractals. Moscow-Izhevsk, 2001, 128 p.[in Russian].
Karstina, S.G., et al. Analysis of the Luminescence Decay on the SiO2 Surface at Different Temperatures within the Multifractal Formalism. Russ Phys. 2005, 48, pp. 553–558. doi:10.1007 /s11182-005-0169-z.
Karstina, S.G. Computer Modelling and Description of Stablemolecular Cluster Formation Dynamics in Dispersion Matrix Using Multifractal Analysis. Eurasian phys. tech. j., 2017, Vol. 14, No. 2(28), pp. 27-30.
Karstina S.G., Baktybekov K.S., Baratova A.A. Thermodynamical and Kinetical Formation’s Conditions of Firm Fractal Structures on the Surface. Nonlinear world, 2007, No. 3 (5), pp. 133-138.
Kucherenko M.G., Ignatiev A.A. Kinetics of diffusion-dependent annihilation of quasiparticles on fractals under conditions of their correlated initial distribution. Electr. scientific journal "Researched in Russia", 2006, 138p.
Fan J., Wang L., LiuF., LiuZ., LiuY., Zhang S. Model of Moisture Diffusion in Fractal Media. Thermal science, 2015, Vol. 19, No. 4, pp. 1161– 1166. doi:10.2298/TSCI1504161F.
Popov A.A., Lee S.C., Kuksa P.P., et al. Parallel Algorithm for Large Fractal Kinetic Models with Diffusion. Biorxiv, 275248. doi: 10. 1101/275248.
Ben-Avraham D., Havlin S. Diffusion and reactions in fractals and disordered systems. Cambridge University Press, London, 2000, 316 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511605826.
