Структурні взаємодії в колоїдних дисперсних середовищах: статистико-механічний підхід - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРобота виконана в Інституті фізики конденсованих систем НАН України Офіційні опоненти: Академік НАН України, доктор фіз.-мат. наук, професор Булавін Леонід Анатолієвич, Київський національний університет ім. Доктор фіз.-мат. наук, професор Головач Юрій Васильович, Інституту фізики конденсованих систем НАН України, м. Захист відбудеться “_26_”_грудня_ 2007 р. о 1530 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.156.01 при Інституті фізики конденсованих систем НАН України за адресою: 79011, м. З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Інституту фізики конденсованих систем НАН України за адресою: 79026, м.Якщо відстань між двома великими частинками буде такою, що ширина щілини між їх поверхнями дозволятиме розмістити ціле число шарів менших частинок, то поряд з прямою взаємодією, між такими великими частинками виникне додаткова відштовхувальна взаємодія. Якщо ж відстань між великими частинками буде такою, що ширина щілини не дозволятиме розмістити ціле число шарів менших частинок, то зовнішній осмотичний тиск приведе до того, що між такими великими частинками виникне додаткове притягання. Взявши до уваги те, що в колоїдних дисперсіях ефективна структурна взаємодія між двома великими частинками є сумою-частинкових () потенціалів середньої сили, в роботі запропоновано підхід для розрахунку парної структурної взаємодії у найбільш загальному випадку дисперсного середовища, яке складається з нейтральних або заряджених частинок в інертному, полярному або електролітичному розчинниках. Матеріали дисертаційної роботи були представлені в тезах та доповідях на міжнародних конференціях, зокрема на таких як: 18th International Conference on Statistical Physics (Berlin, Germany, 1992), 2nd Liquid Matter Conference (Firenze, Italy, 1993), EMLG Annual Meeting "Ultrafast Phenomena in Liquids and Glasses" (Zakopane, Poland, 1994), 3rd UNAM-CRAY Supercomputing Conference, Mexico, 1996), EMLG Annual Meeting (Balatonfured, Hungary, 1996), 5th Chemical Congress of North America (Cancun, Quintana Roo, Mexico, 1997), AICHES Annual Meeting (Dallas, Texas, USA, 1999), West Coast Theoretical Chemistry Conference (Salt Lake City, Utah, USA, 2000), Workshop on Modern Problems of Soft Matter Theory (Lviv, Ukraine, 2000), International Chemical Congress (Honolulu, Hawai, USA, 2000), ACS Colloid and Surface Science Symposium (Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania, USA, 2001), Applied Statistical Physics Molecular Engineering Conference (Cancun, Quintana Roo, Mexico, 2001) 1st International conference “Physics of Liquid Matter: Modern Problems” (Kyiv, Ukraine, 2001), 6th Liblice Conference on the Statistical Mechanics of Liquids (Spindleruv Mlyn, Czech Republic, 2002), Yangtze Conference of Fluids and Interfaces (Nanjing/Three Gorges/Chongqing, China, 2002), 2-nd International conference “Physics of Liquid Matter: Modern Problems” (Kyiv, Ukraine, 2003), 3rd International Conference on Computational Modelling and Simulation of Materials: From the Atomistic to the Engineering Scales (Acireale, Catania, Sicily, Italy, 2004), Henderson Symposium on Basic and Applied Statistical Mechanics of Condensed Matter (Provo, Utah, USA, 2004), NATO Advanced Research Workshop “Ionic Soft Matter: Novel Trends in Theory and Applications” (Lviv, Ukraine, 2004), Науковий семінар “Різдвяні дискусії” (Львів, 2004), 3rd International conference “Physics of Liquid Matter: Modern Problems” (Kyiv, Ukraine, 2005), Statistical Physics 2005 (Lviv, Ukraine, 2005), International Chemical Congress Pacifichem 2005 (Honolulu, Hawai, USA, 2005), 7th Liblice Conference on the Statistical Mechanics of Liquids (Lednice, Czech Republic, 2006). Подібно до простих рідин, ключовим у нашому підході є твердження про те, що властивості (структура, термодинаміка, фазова поведінка) колоїдної дисперсії визначаються, і відповідним чином можуть бути пояснені та спрогнозовані, якщо є достатня інформація про взаємодії між частинками у системі.Показано, що ефективні взаємодії між частинками, наприклад, мікроскопічного масштабу отримуються шляхом інтегрування за координатами молекул та частинок меншого субмікроскопічного (нанометрового) масштабів. Показано, що ефективні і, зокрема, структурні взаємодії між двома більшими частинками мають характерну функціональну форму, якою є узагальнена взаємодія Юкави, , з коефіцієнтами, що є функціями концентрації молекул та менших частинок дисперсного середовища; ці коефіцієнти перетворюються в нулі, якщо розмірами молекул та менших частинок дисперсного середовища знехтувати. В залежності від радіусу та інтенсивності парних структурних притягальних взаємодій між великими частинками, статистико-механічний опис ефективної однокомпонентної системи великих частинок можна проводити з використанням класичних підходів, апробованих у теорії простих рідин (далекосяжне притягання), або ж використовувати підходи, які були розвинуті у теорії асоціативних та хімічно-реагуючих рідин.