научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

ГРИНИН А.П., КУНИ Ф.М., ЛЕЗОВА А.А. — 2008 г.

С привлечением идей подобия найдены нестационарные поля концентрации паров вблизи капли бинарного раствора, растущей в парогазовой смеси. Найденные поля получены при точном учете движения поверхности капли и относятся к временам, на которых капля достигает размеров, обеспечивающих диффузионный режим роста капли. Для получения автомодельного решения задачи о бинарной конденсации необходимо постоянство во времени концентрации бинарного раствора в растущей капле. С учетом уравнения, обеспечивающего это условие, найдены скорости роста чисел молекул и радиуса двухкомпонентной капли со временем. Выявлены условия перехода автомодельного решения задачи для конденсации двухкомпонентной смеси в решение, полученное ранее для случая конденсации одного компонента.

ПОТАПОВ А.Н., СВИСТУНОВ Ю.С., СТАРИКОВ В.А., УРЬЕВ Н.Б. — 2008 г.

В квазиравновесных условиях получены полные реологические кривые суспензий модифицированного (метилированного) нанодисперсного аэросила (средний размер частиц – 40 нм) в вазелиновом масле концентрации 2–7 мас. %. Подробно исследовано поведение этих структурированных нанодисперсных систем в области сверхнизких скоростей сдвига (10-6 10-3 с-1). В данном диапазоне скоростей сдвига для концентрированных суспензий аэросила впервые обнаружен эффект роста эффективной вязкости с повышением напряжения сдвига.

МАЛКИН А.Я. — 2008 г.

. Эксперименты проводили с эмульсиями двух концентраций. Водная фаза (диспергированные капельки) представляла собой переохлажденные растворы неорганической соли в воде, которые находились в метастабильном состоянии. Концентрационный предел существования высококонцентрированных эмульсий определяется условием максимально плотной упаковки жидких капель, который лежит в диапазоне = 0.77– 0.80. Кроме того, существует предельное значение максимального размера капель. Этот предел зависит от концентрации и отражает требование, чтобы капли были достаточно малыми для того, чтобы раствор мог существовать в переохлажденном состоянии. Модуль упругости и предел текучести исследованных эмульсий пропорциональны квадрату обратного линейного размера капель, что противоречит некоторым теоретическим моделям, согласно которым эти величины должны быть пропорциональны обратному размеру капель. С использованием полученных экспериментальных данных построены обобщенные характеристики модуля упругости и предела текучести как функций концентрации и размера капель. Эти характеристики хорошо согласуются с экспериментальными данными. = 0.77– 0.80. Кроме того, существует предельное значение максимального размера капель. Этот предел зависит от концентрации и отражает требование, чтобы капли были достаточно малыми для того, чтобы раствор мог существовать в переохлажденном состоянии. Модуль упругости и предел текучести исследованных эмульсий пропорциональны квадрату обратного линейного размера капель, что противоречит некоторым теоретическим моделям, согласно которым эти величины должны быть пропорциональны обратному размеру капель. С использованием полученных экспериментальных данных построены обобщенные характеристики модуля упругости и предела текучести как функций концентрации и размера капель. Эти характеристики хорошо согласуются с экспериментальными данными.

КАРТАШЕВА З.С., КАСАИКИНА О.Т., МЕНГЕЛЕ Е.А., ПЛАЩИНА И.Г. — 2008 г.

Исследовано влияние структурообразования в растворах природного поверхностно-активного вещества яичного фосфатидилхолина (лецитина, LH) в органических растворителях на кинетику его окисления молекулярным кислородом. Окисление LH протекает по цепному свободно-радикальному механизму, подобно окислению углеводородов и масел; по способности к окислению LH близок к производным циклогексена, метиллинолеату и подсолнечному маслу. Образование обращенных мицелл в растворах LH приводит к нелинейной зависимости скорости поглощения кислорода от концентрации субстрата. Сильные маслорастворимые антиоксиданты уменьшают скорость поглощения кислорода, но не подавляют внутримицеллярное окисление. Добавки CaCl2 разрушают обращенные мицеллы LH. Образующийся аддукт LH CaCl2 окисляется с большей скоростью, чем исходный лецитин, и катализирует образование радикалов при распаде гидропероксидов, подобно хлориду ацетилхолина.

АДЖЕМЯН Л.Ц., ВАСИЛЬЕВ А.Н., КАЗАНСКИЙ А.К. — 2008 г.

Численным интегрированием уравнений, описывающих рост капель в пересыщенном паре, определена зависимость от времени размера капель с момента окончания образования зародышей и до достижения асимптотического режима переконденсации. Найденные зависимости сопоставлены с полученными в аналитических теориях конденсации. Изучен характер изменения финального автомодельного распределения капель по размерам при варьировании их начальной функции распределения и параметров системы.

БОГДАНОВА Ю.Г., ДОЛЖИКОВА В.Д. — 2008 г.

Исследованы смачивание и адсорбционное модифицирование поверхности полистирола водными растворами смесей F68/КПАВ. Обнаружен синергизм смачивания. Установлено, что степень проявления синергизма при смачивании определяется синергизмом адсорбции ПАВ на твердой поверхности и особенностями формирования смешанных адсорбционных слоев ПАВ. Показана возможность использования низкомолекулярных катионных ПАВ для повышения эффективности модифицирования полимерных поверхностей плюрониками.

МАЛКИН А.Я. — 2008 г.

Обзор посвящен систематическому качественному описанию неустойчивостей различных типов, которые возникают на поверхности раздела фаз в силу тех или иных физических причин. Подробно рассмотрены условия и механизмы распада струй и капель под действием поверхностных сил, начиная с классической модели рэлеевского распада и заканчивая современными представлениями о зависимости критического значения капиллярного числа от соотношения вязкости фаз в единичных каплях и концентрированных эмульсиях. Сопоставлены физические механизмы и критерии возникновения конвективной неустойчивости различных видов, включая образование диссипативных структур типа Тейлора–Бенара, как следствия термоконвекции, формирование ячеек Марангони–Бенара, как результата неоднородности поверхностного натяжения, а также неустойчивость процесса массопереноса через межфазную границу в многокомпонентных системах, приводящую к формированию регулярной ячеистой структуры. Особое внимание уделено влиянию упругости текущей жидкости (присущей полимерным растворам и расплавам) на характер взаимодействия жидкости и твердой стенки. Описан наблюдаемый при этом комплекс поверхностных явлений, и рассмотрены связанные с ним физические механизмы неустойчивости, приводящие к возникновению регулярной структуры (“дефектности”) поверхности потока. Затронута проблема возникновения краевой неустойчивости на свободной поверхности при ротационных течениях. Обширный комплекс разнообразных явлений на межфазной границе в стратифицированных течениях кратко проиллюстрирован на примере неустойчивостей Кельвина–Гельмгольца, Рэлея–Тейлора, Рихтмайера–Мешкова.

ГОРИН Д.А., ИНОЗЕМЦЕВА О.А., КАРАГАЙЧЕВ А.Л., НЕВЕШКИН А.А., ПОРТНОВ С.А., ХЛЕБЦОВ Б.Н., ШТЫКОВ С.Н. — 2008 г.

Методом пьезокварцевого микровзвешивания изучена последовательная адсорбция молекул полиаллиламин гидрохлорида (ПАА) и сульфированного -циклодекстрина (сульфо- -ЦД) при формировании покрытий наноразмерной толщины методом полиионной сборки. Толщина планарных покрытий на поверхности монокристаллического кремния определена методом эллипсометрии. Установлен послойный характер формирования планарного наноразмерного покрытия, и высказаны предположения относительно строения бислоев ПАА и сульфо- -ЦД. Сравнение сферических микрочастиц полистирола, карбонатов марганца и кальция показало, что в качестве темплата для создания микрокапсул целесообразно использовать микрочастицы карбоната кальция. Получены и исследованы методом конфокальной флуоресцентной микроскопии микрокапсулы, оболочки которых содержат пять пар слоев (ПАА/сульфо- -ЦД).

ДУДКИН Б.Н., КРИВОШАПКИН П.В. — 2008 г.

Исследован самопроизвольный рост микроволокон гибридного (органо-неорганического) состава на поверхности геля, полученного диспергированием в воде органо-неорганического нанокомпозита и подвергающегося дегидратации на воздухе. Обжигом таких микроволокон получены алюмооксидные нано- и субмикроволокна.

РУСАНОВ А.И., ЩЁКИН А.К. — 2008 г.

Вносится поправка к определению расклинивающего давления клиновидной пленки, сформулированному в предыдущей публикации авторов. В уточненном определении учитывается недиагональный вид тензора давления даже в цилиндрических координатах, и расклинивающее давление вводится по аналогии со случаем переходной зоны смачивающего мениска. Рассмотрен также альтернативный способ определения расклинивающего давления через диагональный тензор давления в середине клина.

ВОРОБЬЕВ П.Д., ВОРОБЬЕВА Е.В., КРУТЬКО Н.П., СТРНАДОВА Н. — 2008 г.

Исследована последовательная адсорбция противоположно заряженных полиэлектролитов – катионных и анионных сополимеров акриламида – на поверхности частиц твердой фазы из растворов с высокой ионной силой. Рассчитаны константы в уравнении Фрейндлиха для адсорбции различного типа полимеров. Определена взаимосвязь между величинами адсорбции полимеров и их флокулирующей активностью в отношении глинисто-солевых суспензий. Последовательная адсорбция противоположно заряженных полиэлектролитов оказывает сильное влияние на флокуляцию в связи с образованием полиэлектролитных комплексов на поверхности частиц глины. Предложен механизм образования комплекса.

ЕРМАКОВА Т.Б., КИСЕЛЕВА О.А., СЕМЕНОВ Д.А., СЕРГЕЕВА И.П., СОБОЛЕВ В.Д., ЧУРАЕВ Н.В. — 2008 г.

Методом капиллярной электрокинетики изучены формирование и свойства адсорбционных слоев поли(диметилдиаллиламмоний хлорида) различной молекулярной массы на поверхности плавленого кварца. Установлено, что величина ?-потенциала зависит от определяемой перепадом давления скорости течения жидкости. Такое поведение может быть обусловлено деформацией адсорбционного слоя. При низких скоростях течения жидкости постоянные значения адсорбции и время, требуемое для их достижения, уменьшаются для образцов меньшей молекулярной массы, что обусловлено, вероятно, более плотной структурой и, следовательно, меньшей деформируемостью адсорбционных слоев, а также меньшим временем, за которое конформационные перестройки протекают в слое. Время конформационных изменений в адсорбционном слое значительно превосходит время адсорбции. Адсорбция катионного полиэлектролита необратима. Обнаружено, что адсорбционные слои уплотняются со временем: слои низкомолекулярного полиэлектролита уплотняются быстрее, а слои высокомолекулярного полиэлектролита сохраняют остаточную деформируемость даже через 6 суток. Измерения фильтрации растворов полиэлектролита через тонкие кварцевые капилляры позволили оценить толщину адсорбционных слоев и их деформацию под действием давления.

СЕМЕНОВ Д.А., СЕРГЕЕВА И.П., СОБОЛЕВ В.Д., ЧУРАЕВ Н.В. — 2008 г.

Методом капиллярной электрокинетики изучено влияние молекулярной массы на формирование бислойной структуры при послойной адсорбции катионного полиэлектролита ((полидиметилдиаллиламмоний хлорид), M = 500 000 и 100 000–200 000 Да) и анионного полиэлектролита (натриевая соль полиакриловой кислоты, M = 30 000 и 2100 Да) на поверхности плавленого кварца. Время достижения постоянных значений адсорбции и структура бислойных систем зависят от соотношения молекулярных масс катионного и анионного полиэлектролитов. Способность бислойной структуры к деформации значительно превышает таковую для первого слоя в том случае, когда второй слой формируется анионным полиэлектролитом меньшей молекулярной массы, что свидетельствует о разрыхлении первого адсорбционного слоя катионного полиэлектролита. Адсорбция анионного полиэлектролита большей молекулярной массы практически не изменяет плотность первого слоя. Изменение деформируемости слоя со временем (его старение) зависит от соотношения молекулярных масс полиэлектролитов.

АНУЧИН К.М., ТОЛМАЧЕВ А.М., ФИРСОВ Д.А., ФОМКИН А.А. — 2008 г.

Методом молекулярной динамики проведен расчет изотерм адсорбции паров в модельной поре активного угля с учетом микрогетерогенной структуры адсорбента. В расчете к адсорбирующему объему щелевидной модельной поры диаметром 3 нм и шириной 0.7 нм добавлен дополнительный объем с неадсорбирующей поверхностью (объемная фаза) и найдены траектории молекул. После достижения динамического равновесия усреднением по времени найдены равновесные числа молекул в адсорбционной и объемной фазах. Варьированием общего числа молекул получено необходимое число точек на изотерме, которая, с использованием теории объемного заполнения микропор, приведена к обычным координатам и может быть сравнена с экспериментальными данными.

ШЕВКУНОВ С.В. — 2008 г.

Разработана детальная модель межмолекулярных взаимодействий в кластерах молекул воды, позволяющая методами стохастического моделирования описать их распад на ионы в условиях конечных температур. В модели гамильтониан в явном виде включает кулоновские, дисперсионные, обменные и поляризационные взаимодействия, непарные взаимодействия ковалентного типа и водородные связи, взаимодействие индуцированных диполей, перенос заряда с ионов на молекулы, рекомбинацию зарядов противоионов, а также влияние поля ионов на непарные взаимодействия молекул. Модель согласована с экспериментальными данными по свободной энергии и энтропии гидратации ионов в парах воды и свободной энергии гидратации рекомбинировавшей ионной пары.

ШЕВКУНОВ С.В. — 2008 г.

Методом Монте-Карло в большом каноническом статистическом ансамбле рассчитана зависимость потенциала средней силы взаимодействия ионов H3O+ и OH- в кластерах молекул воды при температуре 273 K в широком диапазоне давлений пара, отвечающих естественным условиям атмосферы. На зависимости потенциала средней силы от межионного расстояния обнаружен высокий (до 200kBT) барьер, приводящий к торможению рекомбинации в кластерах и накоплению нерекомбинировавших ионных пар. С рассчитанными методом Монте-Карло параметрами решено кинетическое уравнение для стационарного режима производства и рекомбинации ионных пар, оценены относительная концентрация ионных пар и время релаксации, которые согласуются с экспериментально наблюдаемыми значениями и объясняют наблюдаемую в экспериментах повышенную чувствительность электрических свойств паров воды к источникам ионизирующего излучения.

КАСЬЯНОВА И.В., ПОРОДЕНКО Е.В., СКВОРЦОВА З.Н., ТРАСКИН В.Ю. — 2008 г.

Исследована деформация моно- и поликристаллов хлорида натрия в присутствии собственного насыщенного водного раствора. Показано, что введение в раствор солей в широком диапазоне концентраций может значительно изменять скорость рекристаллизационной ползучести NaCl. Обнаруженный эффект объясняется влиянием добавок на интенсивность диффузионного массопереноса в растворе хлорида натрия.

КАСЬЯНОВА И.В., МУРАЛЕВ А.Е., ПОРОДЕНКО Е.В., СКВОРЦОВА З.Н., ТРАСКИН В.Ю. — 2008 г.

При исследовании рекристаллизационной ползучести кристаллов хлорида натрия обнаружено, что введение в раствор добавок мочевины, начиная с концентрации 10-2 М, приводит к заметному уменьшению скорости рекристаллизационной ползучести NaCl. Доказано, что причиной замедления ползучести является переход процесса из диффузионного режима в кинетический, лимитируемый скоростью растворения соли.

ДЫШЛОВЕНКО П.Е. — 2008 г.

Рассмотрена модель двумерного коллоидного кристалла с гексагональной решеткой, электростатическое взаимодействие в котором описывается нелинейным уравнением Пуассона–Больцмана. Подробно изложена методика вычисления силовых постоянных такого кристалла. Проанализированы свойства симметрии системы, на основе которых удается значительно уменьшить объем вычислений и провести классификацию силовых постоянных. Приведены численные данные для силовых постоянных кристалла как функций параметра решетки при различных размерах частиц. Предложен метод, позволяющий выявить присутствие в системе многочастичных взаимодействий по поведению силовых постоянных на некотором интервале значений параметра решетки. Применение метода к рассматриваемой системе показало, что электростатическое межчастичное взаимодействие в ней не может быть сведено только к парному взаимодействию какого-либо вида и для надлежащего представления упругих свойств кристалла требуется введение многочастичных потенциалов.

ГАВРИЛОВА Н.Н., ЖИЛИНА О.В., КИЕНСКАЯ К.И., НАЗАРОВ В.В., НИКОЛЬСКАЯ О.С., ЯРОВАЯ О.В. — 2008 г.

Показана возможность стабилизации гидрозолей диоксида церия полимерными катионными формами циркония и определены оптимальные условия стабилизации. Получен стабильный гидрозоль СеО2 с концентрацией свыше 20 мас. %, и исследованы размеры и электрофоретическая подвижность его частиц, а также устойчивость золя в присутствии некоторых электролитов. Обсуждается природа агрегативной устойчивости стабилизированных золей диоксида церия.