Архив журнала «Онкохирургия» за 2013 год
Предсказательное моделирование физико-химических процессов и течений в наноструктурах и микроэлектромеханических системах
Ковалев В.Л., Якунчиков А.Н.
Научно-исследовательский институт механики МГУ, лаборатория наномеханики, Москва, Россия
Современные потребности авиации, космической отрасли, медицины, электроники и приборостроения связаны с необходимостью миниатюризации функциональных компонентов устройств, для повышения их экономичности и эффективности. Поэтому в последние годы существенно возрос интерес к технологиям производства МЭМС/НЭМС, мембран, наноструктурированных катализаторов и покрытий для нужд различных отраслей. Проектирование значительной группы таких устройств и материалов связано с задачами о течении жидкости, газа или пара и процессами теплообмена в микро- и наноструктурах.
Одной из самых социально значимых и востребованных областей применения микро и наноразмерных механических систем сегодня является медицина и, в частности, онкология. В виде МЭМС могут быть реализованы различные диагностические и функциональные устройства, такие как датчики давления и температуры, различные биодатчики, измеряющие концентрации лекарств и метаболитов, системы подачи лекарств, транспирационные микронаносы и системы для сепарации веществ.
Работа большинства таких микроустройств тесно связана с задачами гидро- и газодинамики, теплообмена и молекулярной динамики. Важную роль играет учет эффекта температурной транспирации, который используется для создания разрежения или перекачки в устройстве (так называемый «насос Кнудсена»). Основным преимуществом этой технологии является отсутствие движущихся частей и, следовательно, огромный ресурс, высокая надежность и отсутствие необходимости в каких-либо смазочных материалах. Для повышения эффективности работы таких элементов необходимо детальное моделирование течения как на макроскопическом, так и на молекулярном уровне.
Научная тематика лаборатории связана с фундаментальными и прикладными исследованиями в наукоемких отраслях промышленности. В лаборатории сложился коллектив исследователей, активно работающий в области нанотехнологий и готовый к сотрудничеству с медицинским сообществом для решения актуальных задач здравоохранения и, в частности, онкологии.
Расчеты проводятся на суперкомпьютерном комплексе СКИФ-МГУ «Чебышев».
Работа выполнена при поддержке РФФИ (№11-01-00280 a, №12-01-31450 мол_а).
Стр. 81
Издательство
«Бионика Медиа»
Москва, ул. Профсоюзная, 57
(в здании НИИ "Полиграф")
Тел.: +7(495) 786-25-57
E-mail:
URL: bionika-media.ru
