2.3.3. Специфика применения в технологических приложениях

Ключевым вопросом при практическом использовании рассматриваемого векторно-броуновского подхода является проблематика определения характеристических показателей векторизации процессов. Здесь уместно отметить, что под понятием «индивидуальный пробег» следует понимать не только элементарные процессы механического движения (перемещения) объекта, но и более формальные конструкции, никоим образом не связанные с механическими представлениями. К понятию «индивидуальный пробег» с равным правом можно отнести весьма широкий круг физико-технических процессов или исключительно формальных представлений, определяющих процессы изменения состояния рассматриваемого объекта. В частности, к ним могут быть отнесены [9]:

• элементарные акты ФХП, составляющих основу технологических процессов;

• отдельные автономные этапы комплекса технологических процессов, используемого при создании изделия;

• организационно-технические мероприятия направленные на устранение неопределенности состояния объекта;

• процессы синтеза высокомолекулярных (в том числе на биологической основе) функциональных элементов, основанного на принципах атомно-молекулярной самоорганизации;

• процессы атомной сборки и самосборки высокоупорядоченных структур наноразмерного масштаба;

• элементарные процессы передачи возбужденного состояния в нейронных цепях, ответственных за реализацию психической деятельности головного мозга;

• объекты формального типа, для которых различным дискретным состояниям объекта можно поставить в соответствие некоторое конечное множество позиций (в простейшем случае, следуя бинарной логике, это будет набор состояний: «А» или «Б»; «да» или «нет»; «1» или «0»).

Представленные примеры свидетельствуют в пользу того обстоятельства, что, благодаря универсальности используемых исходных параметров и методологической платформы, область применения векторно-броуновского подхода может быть распространена на довольно широкий круг специальных инженерно-технических задач и ряд актуальных проблем междисциплинарного характера. Эта универсальность достигается посредством освобождения принципа сложения индивидуальных «пробегов» от каких либо механических ограничений, свойственных традиционным физическим представлениям, таким как: сложение сил, сохранение энергии и импульса. В этой связи, искомый закон сложения индивидуальных «пробегов» должен подчиняться только «принципу числа», представленному в виде соотношений: «да - нет» или «0 - 1». При таком способе учета индивидуальных «пробегов» становится некритичным фактор, в какой последовательности в реальности будут появляться векторизованные и броуновские «пробеги», что, как правило, и недоступно прямому наблюдению для случая элементарных атомно-молекулярных процессов. При этом не предполагается буквальное пристраивание индивидуальных «пробегов» друг к другу. Векторные и броуновские «пробеги» могут переслаиваться между собой, порождая определенную степень векторизации процесса. Таким образом, принятый (формально: «числовой») принцип сложения индивидуальных «пробегов» позволяет полностью абстрагироваться от частной физической конкретики рассматриваемого процесса [9].

Когда речь идет об использовании векторно-броуновского подхода при решении задач технологического плана, то при выборе смыслового содержания характеристических параметров и целесообразно обратиться к энергетическим преставлениям, нашедшим широкое распространение в практике анализа кинетики протекания элементарных ФХП (в качестве примера такого представления можно рассматривать выражение (2.15)). В этом случае «работа векторизации» и «потенциал векторизации» (соответственно: и ) действительно могут иметь энергетическое содержание. Но даже в этом случае, понятие «энергия векторизации» может иметь несколько условный характер, поскольку оно соотносится не только с индивидуальным физико-химическим процессом, но и к их совокупности в целом, составляющей предмет отдельного автономного этапа в общей цепочке технологии создания изделия.

Принимая во внимание вышеуказанный формальный подход при интерпретации сущности параметров и (или их аналогов, представленных в безразмерном виде: и ), на основании выражения (2.11) имеем (при выполнении условия , характерного для современного уровня развития микро- и нанотехнологий):

	;	(2.24.а)
		(2.24.б)

где: - количество векторизованных пробегов из суммарного количества пробегов - (включающих в своем составе и броуновские пробеги); и - соответственно абсолютная и относительная энергия векторизации процесса; и - соответственно абсолютный и относительный векторизующий потенциал: 0 < < .

Рассмотрим частный случай использования выражений (2.24) для случая технологии атомной сборки изделий. Используя упомянутый выше «принцип числа», будем считать, что в процессе пространственного размещения индивидуальных атомов возможны два исхода (пробега):

• «да» - если в атомную ячейку размещается атом необходимого типа (векторизованный процесс с точки зрения обеспечения функционального качества изделия);

• «нет» - если в атомную ячейку размещается атом ошибочного типа (броуновский процесс размещения атома).

Подходя к исходам размещения индивидуальных атомов подобным образом, можно заключить, что параметр ( ) может выступать в качестве показателя векторизации технологии в целом, т.е. показателя качества технологии атомной сборки изделия в рамках принятого формализма типа: «да» - «нет».

В табл. 2.5 представлены значения параметра обеспечивающего заданный уровень векторизации технологии создания изделия - .

Согласно данным табл. 2.5 следует, что обеспечение высокой степени упорядоченности материальных сред (свойственной изделиям наноинженерии: = 10^-9 ─ 10^-6) налагает весьма строгие требования на необходимый уровень используемого векторизующего потенциала - .

Т а б л и ц а 2.5 Значение параметра , обеспечивающее заданный уровень векторизации технологии . (при: эВ)

№ п/п	эВ
		10-1	10-3	10-6	10-9
1	0.025 (Т=300 К)	10-3	10-5	10-8	10-11
2	0.100 (Т=1200 К)	10-2	10-4	10-7	10-10

Примечание: Энергетические эквиваленты имеют условные значения.

Результат воздействия векторизующего потенциала Ψ проявляется и в изменении самой формы (в фазовом пространстве состояния системы) процесса эволюции системы: шаровая симметрия, характерная для броуновского движения в изотропном пространстве состояний, трансформируется в сужающийся объект, переходящий в пределе к векторизованной траектории движения (см. рис. 2.1). Рассматриваемое сжатие фазового пространства состояний объекта приводит к снижению неопределенности состояния объекта (процесса) и требует затраты обобщенной энергии. Эта энергия (работа), необходимая для сжатия фазового пространства состояний системы, может быть как физической природы (механическая, электромагнитная), так и специфической виртуальной природы, не имеющей прямого аналога с традиционными физическими представлениями (например, реализация комплекса организационно-технических мероприятий для случая технологии создания изделия).