Диссертация (1103090), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Данное явление позволяетлокально управлять частицами: либо собирать в центре лазерного пятна, либо рассеивать. Величина скорости частиц сильно увеличивается с увеличением концентрацииповерхностно-активного вещества. При увеличении концентрации электролита скорость частиц падает. Предложенная теоретическая модель позволяет описать данныенаблюдения. Кроме того, рассчитанный профиль скорости жидкости вблизи поверхности и в объеме раствора также хорошо согласуется с экспериментальнымиданными.Теория электростатического взаимодействия мембран может быть расширена на случай, когда в растворе присутствует дополнительный электролит.
Кроме того, могут бытьрассмотрены случаи, когда мембрана имеет конечную толщину и другие структурные особенности. Теоретические выражения для электростатического взаимодействия мембран и92заряженных поверхностей могут быть применены для управления устойчивостью коллоидных суспензий из полупроницаемых и неоднородных частиц, а также для интерпретацииэкспериментальных данных для взаимодействия поверхностей.Электрогидродинамическое граничное условие может быть применено для исследования течений жидкости вблизи заряженных гидрофобных поверхностей. Выведенные намиприближенные выражения для дзета-потенциала поверхности и скорости ЭО скольженияпозволяют разрешить ряд фундаментальных проблем и разногласий, связанных с электрофоретической подвижностью капель и пузырей.
Данные выражения могут быть использованы для интерпретации экспериментальных данных об электроосмотических течениях впенах, а также об электрофоретической подвижности капель и пузырей.Управляемые светом локальные диффузиоосмотические течения могут быть использованы для управления группами частиц и жидкостью.
На основе данного явления возможнаразработка устройств для очистки полупроводниковых поверхностей от частиц.93БлагодарностиАвтор выражает благодарность:– научному руководителю Ольге Игоревне Виноградовой за руководство работой, постановку интересных задач, помощь в разработке теоретических моделей, обсуждении результатов и подготовке публикаций;– сотрудникам лаборатории физико-химии модифицированных поверхностей ИФХЭРАН имени А.Н. Фрумкина за творческую атмосферу, советы и многократное обсуждение работы;– соавтору Владимиру Анатольевичу Лобаскину (Университетский колледж Дублина, Ирландия) за предоставление кодов для компьютерного моделирования, помощьв разработке новых кодов, совместную работу, обсуждение и подготовку исследования к публикации;– соавтору А.В.
Беляеву (МГУ имени М.В. Ломоносова) за совместную работу и обсуждение результатов;– соавторам Д. Фельдману, Н. Ломадзе и С. Сантер из (Потсдамский университет,Германия) за совместную работу, проведение экспериментов, помощь в обсуждениирезультатов и подготовке исследования к публикации;– сотрудникам кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультетаМГУ имени М.В. Ломоносова за советы и обсуждение работы на семинарах.94Список сокращенийАСМ - атомно-силовой микроскоп.ДДЧ - диссипативная динамика частиц.ДЛФО - теория Дерягина-Ландуа-Фервея-Овербека.ДО - диффузиоосмос/диффузиоосмотическое.ДЭС - диффузный электростатический слой.ЛТПБ - линейная теория Пуассона-Больцмана.МД - молекулярная динамика.НТПБ - нелинейная теория Пуассона-Больцмана.ПАВ - поверхностно-активное вещество.ПБ - уравнение Пуассона-Больцмана.РУБ - решеточное уравнение Больцмана.ЭК явления - электрокинетические явления.ЭО - электроосмос/электроосмотическое.LJ - потенциал Леннарда-Джонса (Lennard-Jones).WCA - потенциал Weeks-Chandler-Andersen.95Словарь терминовВнешняя область (в данной работе) – это область раствора, ограниченная лишь однойповрхностью (но не двумя).Внутренняя область (в данной работе) – это область раствора, расположенная междуповерхностями.Диффузиоосмос – это течение жидкости вблизи поверхности под действием градиента концентрации растворенного вещества.Диффузный электростатический слой – заряженное облако ионов, которое формируется вблизи поверхности в растворе электролита и компенсирует её заряд.Длина Дебая – характерный масштаб электростатических сил в растворах электролита.Коллоидная система – система, в которой дискретные частицы, капли или пузырькидисперсной фазы, имеющие размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 1000 нм.Линейная теория Пуассона Больцмана – теория, в которой электростатический потенциал полагается достаточно малым, чтобы стала допустимой линеаризация уравненияНТПБ.Нелинейная теория Пуассона Больцмана – теория, использующая уравнение Пуассона для потенциала и распределение Больцмана для концентрации ионов для описанияэлектростатических свойств растворов электролитов и заряженных коллоидных систем.Полупроницаемая поверхность – это поверхность через которую проходят одни частицы и ионы, тогда как другие – не могут.Расклинивающее давление – это избыточное давление в тонкой плёнке по сравнению с гидростатическим давлением в большом объёме жидкости.Электрокинетические явления – это группа явлений, при которых возникает течение жидкости относительно заряженной поверхности.
К таким явлениям относят электроосмос, токи течения, диффузиоосмос вблизи заряженных поверхностей и т.д.Электроосмос – это течение жидкости вблизи заряженной поверхности при наложении внешнего электрического поля.96Список литературы1. Schoch P. B., Han J., Renaud P. Transport phenomena in nanofluidics // Rev. Mod. Phys. —2008.
— Vol. 80. — P. 839.2. Netz R. R., Orland H. Beyond Poisson-Boltzmann: Fluctuation effects and correlation functions // Eur. Phys. J. E. — 2000. — Vol. 1, no. 2. — Pp. 203–214.3. Netz R. R. Electrostatistics of counter-ions at and between planar charged walls: FromPoisson-Boltzmann to the strong-coupling theory // Eur. Phys. J. E. — 2001. — Vol. 5,no.
1. — Pp. 557–574.4. Andelman D. Soft condensed matter physics in molecular and cell biology / ed. by W. Poon,D. Andelman. — New York : Taylor & Francis, 2006. — Chap. 6.5. Andelman D. Chapter 12. Electrostatic properties of membranes: The poisson-boltzmanntheory. Vol. 1 / ed. by R. Lipowsky, E. Sackmann. — North-Holland, 1995. — Pp.
603–642. — (Handbook of Biological Physics).6. Borukhov I., Andelman D., Orland H. Steric effects in electrolytes: A modified poissonboltzmann equation // Phys. Rev. Lett. — 1997. — Vol. 79, issue 3. — Pp. 435–438.7. Kornyshev A. A. Double-layer in ionic liquids: Paradigm change? // J. Phys. Chem. B. —2007. — Vol. 111, no. 20. — Pp.
5545–5557.8. Oldham K. B. A Gouy–Chapman–Stern model of the double layer at a (metal)/(ionic liquid)interface // J. Electroan. Chem. — 2008. — Vol. 613, no. 2. — Pp. 131–138.9. Ben-Yaakov D., Andelman D. Revisiting the poisson-boltzmann theory: Charge surfaces,multivalent ions and inter-plate forces // Physica A. — 2010. — Vol.
389, no. 15. —Pp. 2956–2961.10. Boon N., van Roij R. Charge regulation and ionic screening of patchy surfaces // J.Chem.Phys. — 2011. — Vol. 134, no. 5. — P. 054706.11. McLaughlin S. The Electrostatic Properties of Membranes // Annu. Rev. Biophys. Biophys.Chem. — 1989. — Vol.
18, no. 1. — Pp. 113–136.12. Behrens S. H., Borkovec M. Electrostatic interaction of colloidal surfaces with variablecharge // J. Phys. Chem. B. — 1999. — Vol. 103, no. 15. — Pp. 2918–2928.13. Дерягин Б. В., Чураев Н. В., Муллер В. М. Поверхностные силы. — М. : «Наука»,1987. — С. 29—35. 398 с.14. Derjaguin B. Anomalous thin liquid layers III Ultramicroscopic analyses of solvate layersand the “elementary” swelling record // Acta Physicochim.
URSS. — 1936. — Vol. 5. —Pp. 1–22.15. Ребиндер П. А. Избр. труды. Поверхностные явления в дисперсионных системах. Коллоидная химия. — М. : «Наука», 1979. — 386 с.9716. Derjaguin B. V., Churaev N. V. Disjoining pressure of thin-layers of binary-solutions // J.Colloid Interface Sci. — 1977. — Vol. 62. — Pp. 369–380.17. Napper D. H. Steric stabilization // J. Colloid Interface Sci. — 1977. — Vol.
58. — Pp. 390–407.18. Leckband D., Sivasankar S. Forces controlling protein interactions: theory and experiment //Colloids Surf., B. — 1999. — Vol. 14, 1–4. — Pp. 83–97.19. Gingell D., Todd I. Red-blood-cell adhesion .2. Interferometric examination of the interaction with hydrocarbon oil and glass // J. Cell Sci. — 1980. — Vol. 41. — Pp. 135–149.20. Derjaguin B., Landau L. Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and ofthe adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes // Acta Physicochim.URSS. — 1941. — Vol. 14. — P. 633.21.
Verwey E. J. W., Overbeek J. T. G. Theory of the stability of lyophobic colloids // J. ColloidSci. — 1955. — Vol. 10. — Pp. 224–225.22. Yoon R.-H., Mao L. Application of extended DLVO theory, IV: Derivation of flotation rateequation from first principles // J. Colloid Interface Sci. — 1996.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
