Η παρούσα διατριβή αφορά την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων και την εκτέλεση υπολογιστικών προσομοιώσεων Monte Carlo για την περιγραφή και μελέτη της θερμοδυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων αποτελούμενων από πρότυπα σωματίδια πυρήνα–κελύφους σε επιφάνειες. Δύο κατηγορίες συστημάτων εξετάστηκαν, αμφίφιλων σωματιδίων μορφής ημιδίσκου καθώς και μορφής δίσκου με δύο διακριτές υποπεριοχές κελύφους. Ένα εύρος μοριακών δομών όπως μικύλια συμπολυμερών, σφαιρικά δενδριμερή, μεταλλικά ή κεραμικά νανοσωματίδια συνδεμένα με εύκαμπτες αλυσίδες μορίων, εμφανίζουν αρχιτεκτονική η οποία περιγράφεται από το προτεινόμενο μοριακό μοντέλο. Η κατάσταση πυκνής κατάληψης κάθε συστήματος ταυτίζεται ουσιαστικά με την υπερμοριακή αυτο-συναρμολόγηση δομών καθορισμένων μοτίβων σε υψηλές συγκεντρώσεις, συμπεριλαμβανομένων και επιφανειών με ανοιχτούς πόρους. Με την αυτο-οργάνωση και αυτο-συναρμολόγηση σαν από τις πιο αντιπροσωπευτικές των 'από κάτω προς τα πάνω' τεχνικών παρασκευής λειτουργικών νανοδομών και διατάξεων σήμερα, η μελέτη μας διαπραγματεύεται ταυτόχρονα ένα αυστηρά καθορισμένο πρόβλημα από φυσική άποψη αλλά και ένα ιδιαίτερο θέμα σύγχρονου τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Η διατριβή χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος θα εισάγουμε το γενικότερο πλαίσιο κάτω από το οποίο θα γίνει η μελέτη των φυσικών συστημάτων σωματιδίων πυρήνα - κελύφους. Θα αναφερθούμε τόσο σε θεωρητικά θέμα όσο και τεχνολογικά. Στο δεύτερο, θα παρουσιαστούν και θα συζητηθούν εκτενώς τα αποτελέσματα προσομοιώσεων δισδιάστατων συστημάτων σωματιδίων πυρήνα-κελύφους. / In this thesis mathematical models are developed and Monte Carlo computer simulations are performed in order to describe and study the thermodynamic behavior of systems comprised of core – shell particles on surfaces. Two types of systems were studied, built on amphiphilic particles of either half-disc shape or disc shape with two distinct coronal regions. A range of molecular structures such as copolymer micelles, globular dendrimers, tethered metal and clay nanoparticles, bare an architecture well fitted to the proposed molecular model. The close packed structure of every system coincides with the supramolecular self-assembly at high concentrations of structures with well defined patterns, including surfaces with open pores. Given the fact that self-assembly and self-organization are among the most representative of the 'bottom-up' techniques for the fabrication of functional nanostructures and devices, our study deals with a strictly defined physical problem as well as with an issue of distinct technological interest. The thesis is made up of two parts. In the first part, we will introduce the general framework under which we will later investigate the physical systems of core-shell particles. Both theoretical and practical aspects will be mentioned. In the second part, the results of simulations of two dimensional systems of core-shell particles will be presented and discussed in detail.