Структура та властивості переохолоджених рідин в області сильнов’язких станів - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ.І.І. АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукОфіційні опоненти: член-кореспондент НАНУ, доктор фізико-математичних наук, професор Булавін Леонід Анатолійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри молекулярної фізики, декан фізичного факультету. доктор фізико-математичних наук, професор Русов Віталій Данилович, Одеський національний політехнічний університет, завідувач кафедри експериментальної та теоретичної ядерної фізики; Захист відбудеться "24" березня 2006 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 41.051.04 в Одеському національному університеті імені І.І. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського національного університету імені І.І. Для опису термодинамічних властивостей сильновязких рідин означено характеристичні функції та , описано їхні основні властивості. В дисертації доведено, що “динамічна крихкість” гліцерино-подібних рідин визначається властивостями підсистеми водневих звязків.Головна увага зосереджена на аналізі фізичних механізмів, що призводять до мікронеоднорідної будови цих систем, а також на встановленні звязку між властивостями сітки водневих звязків та фізичними характеристиками системи. Для подолання цих утруднень було запропоновано багато теорій, серед яких, перш за все, треба відзначити піонерську теорію Ісаковича та Чабан [1*], різні варіанти теорії взаємодіючих мод, фрустраційну теорію і таке інше. У дисертаційній роботі розвивається підхід, заснований на уявленнях про мікронеоднорідну структуру сильновязких рідин та скла, сформульований у роботах [2*, 3*]. При вивченні гліцерино-подібних рідин основна увага приділяється встановленню звязку параметрів сітки водневих звязків з фізичними властивостями системи. В дисертаційній роботі особлива увага приділяється рідинам, нерівноважні властивості яких обумовлені, головним чином, наявністю розвинутої системи водневих звязків.У вступі обговорено актуальність теми, визначено мету і задачі дослідження, особистий внесок автора, основні результати, їхню наукову новизну і практичне значення, а також висвітлено апробацію роботи і основні статті, в яких викладено результати дисертації. У першому розділі наведено огляд різних підходів до опису властивостей сильновязких переохолоджених рідин і склоподібних середовищ, а також основи уявлень про мікронеоднорідну структуру цих станів. Існує кілька фізичних механізмів, відповідальних за формування мікронеоднорідної структури в переохолоджених станах системи: 1) процес зародкоутворення; 2) заморожування довгохвильових флуктуацій густини та 3) заморожування орієнтаційних конфігурацій в системі. Утворення зародків відбувається в температурному інтервалі (Tm, TS), де Tm - температура кристалізації рідини, температура TS визначається з рівняння n(TS) =?exp, зміст якого полягає в тому, що утворення зародків стає неможливим, коли час очікування критичного зародка n стає меншим характерного часу проведення експерименту exp. Теплові флуктуації густини заморожуються, коли характерний час їхньої еволюції е перебільшує час с, протягом якого система охолоджується від температури кристалізації Tm до температури Tg.Відповідно, інтегральна інтенсивність молекулярного розсіювання світла дорівнює: , де внесок є обумовлений тепловими флуктуаціями, а визначається конкретною квазістатичною конфігурацією, яка виникла при охолодженні. Зростання інтенсивності деполяризованого розсіювання світла I VH при збільшенні кута розсіювання , що принципово відрізняється від рідин, в яких ця залежність має протилежний характер; Для оптично неактивного середовища тензор Tiklm характеризується перестановочною симетрією типу: Tiklm = Tkilm = Tikml = Tlmik і має структуру: Коефіцієнти T1, …, T5 є інваріантами тензора розсіювання і, як доведено в дисертаційній роботі, приймають строго позитивні значення подібно до того, як це є у випадках кристалів та простих рідин. В третьому розділі проводиться аналіз температурних залежностей густини, коефіцієнта теплового розширення та кінематичної вязкості, розглядається поведінка фактора Дебая-Валера та встановлюється температурна залежність перших кумулянтів функції розподілу зсувів молекули. В рамках уявлень про мікронеоднорідну структуру сильновязкої рідини, її густина (T) може бути представлена у вигляді: В околі точки склування Tg відбувається істотна зміна характеру температурної залежності густини рідини, що оточує зародки.Показано, що флуктуації тензора діелектричної проникності в склоподібних середовищах являються комбінацією теплових і квазістатичних флуктуацій. Показано, що всі інваріанти тензора розсіювання позитивні. Описано кутові залежності інтегральної інтенсивності молекулярного розсіювання світла.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ