Динамика релаксации двухмерных наносистем

Мягкие вещества поддерживают свою структуру посредством слабого взаимодействия.

К последнему можно отнести Ван-дер-Ваальса, капилляры, водородные связи и т.п. В упорядочении такого рода материалов играет важную роль энтропия. Мягкие вещества ведут себя как твердые до тех пор, пока не приложена значительная сила, после чего они похожи скорее на вязкоупругую жидкость.

Благодаря уникальной структуре и реологическим свойствам, мягкие вещества, такие как концентрированные суспензии, эмульсии, пасты и гели, часто демонстрируют необычно медленное релаксация и эффект старения. Результаты опубликованы в издании Science in China.

Изучение динамики релаксации способоно дать лучшее понимание микроструктуры материала, а также способно пролить свет на понимание физического происхождения стеклования.

Наночастица может быть поймана в воздушно-водной поверхности. Получившийся слой — это типичное двухмерное мягкое вещество, которое играет важную роль в пенопродуктах, эмульгировании и фармацевтике. Однако, вследствие недостаточных измерений и отсутствия теории исследование двухмерной релаксации — настоящая проблема. С помощью технологии корыта Ленгмюра и метода пульсирующих газовых пузырей или капельного метода деформацию можно быстро проявить на слое. В этом случае можно изучить релаксацию, контролируя варьирование времени поверхностного давления. Однако даже эти методы не позволяют добиться анизотропии слоев, а потому ограничены.

Доктор Занг Duyang и другие из Ключевой лаборатории космической прикладной физики и химии Северо-западного политехнического университета разработал новейший метод, при котором используются две ортогональных пластины Вильгельми для измерения поверхностного давления в двух измерениях. Сравнив динамику релаксации в статическом и колеблющемся состоянии, ученым удалось объяснить механизм релаксации.

В отличие от сурфактанта с низкой молекулярной массой, адсорбция наночастиц на поверхностях необратима. Это приводит к образованию различных изотерм. С повышением поверхностной плотности и текстуальным изменением поверхностная плотность демонстрирует замечательный анизотропный эффект. Анизотропия предполагает, что слой пребывает в неравномерном состоянии. Релаксация до состояния равновесия случается благодаря перестановке частиц. Когда слой статичен, такая перестановка производится внутренним напряжением в слое. Именно поэтому релаксация в данном случае — процесс медленный. Зато во время барьерного колебания барьеры прилагают дополнительную силу, и релаксация существенно ускоряется.

25.10.2011