Статьи автора

Стабильность объемных нанопузырей с гидратным слоем

от 01.01.2025

Рассмотрена стабилизация объемных нанопузырей при балансе на их границе давления Лапласа за счет поверхностного натяжения и электростатического давления за счет кулоновских сил. Учтено наличие гидратного слоя толщиной ~1 нм с касательной ориентацией диполей воды вокруг него, низкая диэлектрическая проницаемость которого, примерно равная 3, повышает давление на границе нанопузыря. Определены размеры и заряд стабильного нанопузыря. Показано, что в соленой воде гидратный слой независимо от заряда нанопузыря повышает давление на его границе почти в 30 раз, а в пресной – от 10 до 4 раз.

77 0

Характеристики двойного электрического слоя объемных нанопузырей в воде

Номер выпуска 3 от 01.05.2023

При анализе характеристик двойного электрического слоя объемных нанопузырей в воде найдены условия существования их слоя Штерна. Учтено, что поверхность пузыря окружена тонким слоем “связанной” воды, поверх которой размещены противоионы слоя Штерна. Устойчивость этого слоя зависит от двух факторов: минимизации энергии Гиббса противоионов в диффузном слое и энергии их теплового движения, способной вырвать противоион из слоя Штерна и вернуть его в область диффузного слоя. Определен заряд нанопузырей, соответствующий как минимальной энергии Гиббса противоионов, так и термической стабильности слоя Штерна. Определена зависимость критического радиуса устойчивого слоя Штерна от концентрации растворенных солей.

27 0

Стабильность объемных нанопузырей с гидратным слоем

Номер выпуска 1 от 01.01.2025

Рассмотрена стабилизация объемных нанопузырей при балансе на их границе давления Лапласа за счет поверхностного натяжения и электростатического давления за счет кулоновских сил. Учтено наличие гидратного слоя толщиной ~1 нм с касательной ориентацией диполей воды вокруг него, низкая диэлектрическая проницаемость которого, примерно равная 3, повышает давление на границе нанопузыря. Определены размеры и заряд стабильного нанопузыря. Показано, что в соленой воде гидратный слой независимо от заряда нанопузыря повышает давление на его границе почти в 30 раз, а в пресной – от 10 до 4 раз.

15 0

РОЛЬ ГИДРАТНОГО СЛОЯ В ОБЕСПЕЧЕНИИ СТАБИЛЬНОСТИ НАНОПУЗЫРЯ

Номер выпуска 4 от 16.05.2025

Рассмотрены факторы, определяющие стабильность нанопузыря с гидратным Δ-слоем толщиной 1 нм и диэлектрической проницаемостью порядка 3. Сравниваются две гипотезы стабильности — электростатическая и механическая (лед-эффект, или «electrofreezing»). В первом случае давление Лапласа компенсируется за счет электростатического давления на границе ОНП, а во втором — за счет эффекта электрозамерзания его Δ-слоя в высоком электрическом поле. Показано, что в воде без солей при формировании ледяной оболочки требуется меньший заряд нанопузыря, чем при кулоновском механизме стабилизации. В морской воде напротив — большую эффективность проявляет кулоновский механизм, поскольку обледенению противодействуют ионы растворенной соли. Определены размеры и заряд нанопузыря при двух механизмах стабильности.

34 0