КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ, 2007, том 69, № 1, с. 131-133
ХРОНИКА
XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "ПОВЕРХНОСТНЫЕ СИЛЫ"
С 28 июня по 4 июля 2006 года в Москве прошла 13-я Международная конференция по поверхностным силам. Конференция была подготовлена и проведена Институтом физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН при содействии Отделения общей химии и наук о материалах РАН. Значительную финансовую помощь в ее организации оказали Российский фонд фундаментальных исследований, Президиум РАН и Международная ассоциация ученых в области науки о коллоидах и поверхностях.
В конференции приняли участие более 140 ученых из Австралии, Англии, Бельгии, Болгарии, Венгрии, Германии, Израиля, Испании, Нидерландов, Польши, США, Франции, Швеции, Японии и стран СНГ, которые представили 44 устных и 72 стендовых доклада.
Центральное место в работе конференции заняли сообщения, посвященные дальнейшему развитию теории поверхностных сил и устойчивости коллоидов, новым подходам в изучении смачивания и растекания на различных границах раздела, исследованию структуры жидкости вблизи межфазных границ и в тонких жидких прослойках.
В обзорном докладе Р. Кьелландера рассмотрены фундаментальные аспекты электростатических взаимодействий в электролитах между различными модельными частицами. На основе методов статистико-механического анализа показано, что три типа эффектов, влияющих на такие взаимодействия, а именно ион-ионные корреляции, молекулярная природа растворителя и дисперсионные взаимодействия, могут быть самосогласованно учтены при расчете электростатических взаимодействий. При этом влияние ион-ионных корреляций и природы растворителя вводится через формализм ренормализации заряда и введение обобщенного экранированного кулоновского потенциала. Учет дисперсионных взаимодействий между всеми частицами в растворе электролита приводит к степенному, а не экспоненциальному закону убывания электростатического потенциала на больших расстояниях. Гидрофобные взаимодействия между частицами и поверхностями, вызывающие в последние десятилетия повышенный интерес и интенсивные дискуссии, обсуждались в докладе Р.-Х. Юна. На основе измерения с помощью атомно-силового микроскопа сил взаимодействия между кварцевыми поверхностями, покрытыми алкилтриметиламмоний хлоридами с разной длиной цепи, ими обнаружены дальнодействую-
щие силы притяжения, величина которых существенно зависит от длины алкильного радикала. При его фиксированной длине силы гидрофобного притяжения достигают максимума в точке нулевого заряда поверхности, в то время как добавки как этанола, так и электролитов приводят к резкому уменьшению сил взаимодействия. Еще один важный механизм взаимодействия между коллоидными частицами, возникающий в растворах полимеров и наночастиц за счет обеднения состава дисперсионной среды в прослойке между частицами (depletion interactions - силы истощения), обсуждался в докладах Дж. Уолца и В. Кнобена. Так, в работе Дж. Уолца при изучении взаимодействия между кварцевыми 5-мкм частицей и пластиной в водной дисперсии сферических кварцевых наночастиц, обнаружено, что силы истощения доминируют при малых толщинах жидкой прослойки. В то же время при больших ее толщинах определяющими являются осциллирующие с толщиной силы, вызываемые упорядочением наночастиц в зазоре. Интересным результатом работы является тот факт, что период осцилляций не изменяется с толщиной прослойки и определяется численной концентрацией наночастиц в растворе, а не их размером. Взаимодействие между гидрофобизованными поверхностями кварца в циклогексане в присутствии так называемого обратимого супрамолекулярного полимера обсуждалось в докладе В. Кнобена. Показано, что введение такого полимера в гомогенную суспензию частиц C18-SiO2 приводит к ее фазовому разделению, вызванному силами истощения; эти силы проявляются при достижении определенной его концентрации, отвечающей переходу к полуразбавленному раствору.
Ряд докладов был посвящен рассмотрению различных механизмов стабилизации и агрегации дисперсий полимерных, металлических и других частиц. В работе Б. Винсента обнаружено, в частности, что добавки адсорбирующихся олигомеров к бинарной дисперсии разноименно заряженных больших и малых латексных частиц приводят, с одной стороны, к ослаблению электростатического притяжения между частицами разного типа, а с другой стороны - к появлению сил истощения. Это позволяет управлять процессами гетероагрегации, адсорбцией малых частиц на поверхности больших, изменять пористость поверхности и структуру получаемых агрегатов и, наконец, контролируемо изменять реологические свойства смешанных дисперсий латексных частиц. Т.Р. Асламазовой по-
131
9*
132
БОЙНОВИЧ
казано, что применение различных типов поверхностно-активных инициаторов позволяет решить сразу две важные проблемы, возникающие при получении латексных дисперсий эмульсионной полимеризацией. Во-первых, такие инициаторы вызывают полимеризацию, во-вторых, адсорбируясь на образующихся латексных частицах, они влияют на величину поверхностного заряда и лиофильность поверхности. Тем самым создается механизм управления устойчивостью получающихся дисперсий через изменение баланса дисперсионных, ион-но-электростатических и структурных сил взаимодействия латексных частиц. Особенности получения "монодисперсных" коллоидных частиц разной формы химическим осаждением из растворов обсуждались в обзорной лекции Э. Матиевича. Отмечено, что основным механизмом увеличения размера частиц является не их диффузионный рост за счет присоединения "мономеров", а агрегация "наночастиц-прекурсоров" с частицами, уже достигшими значительных размеров. При этом необходимыми условиями получения частиц с узким распределением по размерам являются быстрая ("взрывная") нуклеация наночастиц с последующим падением концентрации "мономеров" в растворе и малая вероятность агрегации между собой как нанопрекурсоров, так и микрочастиц. На ключевую роль агрегации микрочастиц с наночас-тицами при росте частиц в растворе указывает также морфология их поверхности. Размер осаждаемых микрочастиц определяется такими физико-химическими параметрами процесса как рН раствора, температура, заряд поверхности. В то же время форма образующихся частиц в значительной степени задается составом раствора. Новый метод приготовления устойчивых концентрированных водных дисперсий серебра был представлен в работе А. Камышного. Показано, что химическое восстановление серебра из его солей в присутствии водорастворимых полимеров позволяет получить дисперсии, содержащие до 20 мас. % серебра, с размером частиц в интервале 10-50 нм. При испарении капель таких дисперсий на подложке формируются плотные кольцевые структуры из наночастиц серебра, обладающие высокой электрической проводимостью.
Современному состоянию теории смачивания был посвящен обзорный доклад Н.В. Чураева, в котором основное внимание уделено расчету краевых углов на основе теории поверхностных сил. Был представлен анализ основных видов поверхностных сил, которые необходимо учитывать при рассмотрении трехфазного равновесия в различных системах, и указана связь между равновесным краевым углом и составом смачивающей жидкости. Особенности движения линии трехфазного контакта и эволюции краевого угла при испарении сидящей капли летучей жидкости, а также при спонтанном растекании нелетучей
жидкости были рассмотрены в докладах A.M. Ка-заба и Дж. Гены. На основе экспериментальных данных для летучих жидкостей, полностью смачивающих подложку, сделан вывод о том, что динамика контактного радиуса и краевого угла контролируется стационарной диффузией паров от движущегося фронта жидкости вглубь газовой фазы. Теоретический анализ процесса растекания тестовой жидкости по поверхности пористой подложки, выполненный в работе A.M. Емельяненко, позволил предложить способ оценки как пористости, так и состояния поверхности твердой матрицы по динамике растекания капли. Этот подход особенно полезен при отработке методов получения материалов с заданными пористостью и оптическими свойствами поверхности, керамических покрытий, композитных нанопленок и т.д. Влияние шероховатости подложки и ее смачиваемости исследуемой жидкостью на граничные условия гидродинамического течения вблизи твердой поверхности исследовано С. Гурьяновой методом атомно-силовой микроскопии с использованием коллоидной частицы-зонда. Полученные результаты позволили однозначно заключить, что проскальзывание жидкости вблизи подложки характерно не только для лиофобных, но и для лиофильных поверхностей, проявляясь даже в системе вода-гладкая гидрофильная поверхность. При этом наличие наноразмерных неровностей значительно облегчает проскальзывание.
Термодинамика тонких жидких пленок в системах с различной геометрией была рассмотрена в докладе А.И. Русанова. Для пленок с изменяющейся кривизной поверхностей введено определение локального расклинивающего давления. Обсуждена поднятая в девяностые годы прошлого века Б.В. Дерягиным проблема строгого определения термодинамической толщины тонкой жидкой пленки. Сформулирована теория поперечной упругости тонких пенных многокомпонентных пленок, основной механизм появления которой связывается с перекрытием поверхностных слоев пленки. Взаимодействие поверхностей в тонких свободных пленках, образуемых жидким кристал-лом-смектиком, и устойчивость таких пленок обсуждались в докладе П.В. Долганова. Полученные экспериментальные данные по устойчивости пленок при высокой температуре интерпретированы в рамках теоретических подходов, учитывающих слоистую структуру жидкости в граничных слоях.
Ряд докладов был посвящен изучению особенностей структуры граничных слоев жидкости и явлений, непосредственно связанных с отличием этой структуры от объемной. В обзорном докладе К. Хигашитани было приведено много новых экспериментальных данных по структуре граничных слоев растворов электролитов вблизи твердой поверхности. Обсуждено влияние индуцированного поверхностью структурирования жидкости на аг-
XIII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
133
регативную устойчивость коллоидных частиц и отмечено с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.