"Феномен Капли Кофе" И Его Временные Флуктуации. Автономные Колебательные Процессы В Коллоидных Жидкостях

Abstract

Проведено исследование автономных колебательных процессов в жидких дисперсных средах на модели растворимого кофе с использованием динамических процессов самоорганизации высыхающих капель, сидящих на твердой смачиваемой подложке. Измеряли ширину образующегося краевого валика и динамику механических свойств высыхающего осадка, флуктуирующих на протяжении эксперимента (11 h). Анализ показал высокую степень корреляции динамики этих показателей. Эта динамика отражает процессы, про-исходящие в исследуемой жидкой среде. Обсужден возможный механизм автономных колебаний, связанный с квазипериодическими процессами агрегации-дезагрегации коллоидной фазы и флуктуациями величины межфазного натяжения. Практическая значимость работы состоит в том, что автономные флуктуационные процессы в жидких дисперсных средах необходимо учитывать как естественный источник системной " ошибки измерений". DOI: 10.21883/JTF.2017.03.44233.1778 Введение Начало исследованиям колебательных процессов в жидких средах, по данным обзора [1], положили со-общения сотрудников Амстердамского университета в 1915−1918 гг. о периодических изменениях активности ферментов. Наблюдаемые авторами периоды колебаний составляли часы и сутки. К середине прошлого века с развитием техники появилась возможность регистри-ровать более быстрые колебания активности биохи-мических препаратов (с периодом порядка минуты) и колебания с длительным периодом стали считать артефактом -следствием развития в растворах мик-рофлоры. Подавляющее большинство исследователей связывало колебательные процессы исключительно с химическими и биохимическими реакциями [2], полагая, что причину их следует искать на молекулярном уровне. С.Э. Шноль разделил колебания на две группы: кинети-ческие (регуляционные) и конформационные [3]. Кинети-ческие " характеризуются определенным соотношением констант скоростей отдельных стадий многоэтапных превращений, определенным рисунком положительных или отрицательных обратных связей, образованием на некоторых стадиях промежуточных продуктов, активи-рующих или тормозящих предшествующие стадии пре-вращений" ([3], с. 22). Синхронные конформационные колебания молекул в растворе было предложено рас-сматривать как отражение флуктуаций пространства-времени, возникающих при движении в неоднородном гравитационном поле [4]. Для объяснения синхронности конформационных колебаний макромолекул в растворе была высказана гипотеза о волнах структурной пере-стройки воды, передающей изменения от одной макро-молекулы к другой. Ф.Р. Черников методом динамического светорас-сеяния показал, что спонтанные " сверхмедленные" (15−45 min) колебательные процессы свойственны воде и водным растворам белков и солей [5]. Автор свя-зал наблюдаемые колебания с возможной структурной (кластерной) перестройкой воды, а также предположил, что колебания в жидкостях можно отнести к фликкер-шумам. Впоследствии тот же автор установил, что " сверхмедленные" колебания свойственны также глице-рину, ксилолу, четыреххлористому углероду, метанолу, хлороформу, полиненасыщенным липидам, подсолнеч-ному маслу [6]. Э...

Increase Transparency of Single Walled Carbon Nanotubes Films by Structuring Using Self-Organized Silica Template

“…Расчетные тол-щины жидких пленок составляли 36,6 и 25,2 мкм. Второй этап -образование трехмерного геля с резким увеличением вязкости системы и квазиупорядоченное растрескивание пленки геля [9]. На данной стадии происходит формирование пространственной сетки геля.…”

Особенности Влияния Исходного Состава Органических Расслаивающихся Смесей В Микроразмерных Порах На Взаимную Растворимость Компонентов

“…), так и рядом явлений фундаментального характера [6][7][8][9][10], связанных с особенностями фазовых и химических превращений в микро-и наноразмерных структурах. Подобные особенности проявляются в существенных отличиях термодинамических свойств вещества [11], равновесного состава и устойчивости сосуществующих фаз [7][8][9][12][13][14][15], температур и давлений фазовых переходов [8,9,[12][13][14][15] в микро-и наноструктурах от соответствующих характеристик макрофаз, а также в специфических динамических эффектах [10,16]. Данные отличия зависят от объема, формы капель [7][8][9] и ряда других факторов.…”

Технологические Основы Формирования Микросетчатых Прозрачных Электродов При Помощи Самоорганизованного Шаблона И Исследование Их Свойств

“…Растрескивание слоя геля на подложке обусловлено противоположно направленными силами, возникающими в процессе его сушки: одна сила, обусловленная уплотнением геля, стремится механически сжать слой в плоскости подложки, а другая (сила адгезии геля к подложке) препятствует этому. В результате в какойто момент времени слою становится энергетически выгодно растрескаться [12,13]. Микроскопическим механизмом возникновения механических напряжений в гелевом слое является избыточное капиллярное давление, увеличивающееся в процессе уплотнения геля [13].…”