Коллоидная химия наночастиц (вариант 10).

Экстремальные условия образования наночастиц (высокие или низкие температуры, значительная скорость процесса, воздействие мощных источников излучения и др.) вызывают изменения атомно-кристаллической структуры материалов, возникновение неоднородной деформации и неоднородного распределения компонентов и фаз на поверхности. За счет дефектов кристаллической решетки поверхность наночастиц приобретает значительную добавочную поверхностную энергию, равную примерно 0,5 Дж/м2.
Большинство наночастиц по отношению к окружающей среде находятся в неравновесном состоянии, которое вызвано...

...Стабилизация существенно зависит как от силы закрепления молекул стабилизатора на поверхности частиц дисперсной фазы, так и от степени ее заполнения. Увеличение того и другого параметра повышает устойчивость системы. Избыток стабилизатора может привести к формированию второго слоя молекул стабилизатора, ориентированного противоположным образом, что будет снижать устойчивость системы. При слабом закреплении стабилизатора возможна большая подвижность его молекул. При сближении частиц, если время их контакта соизмеримо со временем нахождения молекул стабилизатора на поверхности частиц, возможна агрегация, причем ...

...В граничных жидких слоях образуются структуры, которые отличаются от структуры этой же жидкости в объеме. Структуры, например, могут возникнуть в связи с сольватацией (в случае воды гидратацией) поверхности частиц и образованием сольватной (гидратной) оболочки. При сближении частиц сольватные слои перекрываются, изменяются структура жидкости и свободная энергия системы. Возникает дополнительная сила отталкивания (или притяжения), вызванная структурной составляющей расклинивающего давления...

Вопрос №10
Влияние избытка поверхностной энергии на процесс адсорбции наночастицами. Повышенная адсорбционная активность (емкость) наночастиц. Увеличение скорости адсорбционного процесса.

Вопрос №39
Особенности модуля Юнга и деформации для наночастиц. Упругие и прочностные свойства наночастиц.

Вопрос №68
Факторы стабилизации наносистем.

Вопрос №26
Образование наночастиц конденсационными способами. Жидкостное восстановление и радиолиз.

Вопрос №55
Составляющие поверхностных сил в классической теории ДЛФО. Их характеристика.

Задача №10
В образце синтезированных наночастиц золота диаметр частиц распределен приблизительно нормально, со средним арифметическим х и со средним квадратичным отклонением s. Вычислить долю частиц в образце, диаметры которых находятся в пределах от x1 до x2, приняв =х и =s.
х, нм s, нм x1, нм x2, нм
7,1 2,4 5,0 10,0

Задача №32
Вычислить силу адгезии наночастицы жидкости к плоской поверхности твердого материла, зная константу Гамакера А двух данных фаз, радиус частицы r и величину зазора h между частицей и поверхностью, указанные в следующей таблице:
A1021, Дж 40
r, нм 8
h, нм 0,253

Задача №42
Рассчитать потенциальную энергию u взаимодействия двух плоскопараллельных пластин, находящихся в водном растворе электролита с концентрацией с, при значении потенциала диффузного слоя φ, относительной диэлектрической проницаемости εr и температуре t. При расчете принять константу Гамакера А* = 3,01020 Дж. Вычисления сделать для расстояний между пластинами h: 2, 5, 10, 15, 25, 50 нм. Построить график зависимости
u = f(h).
Электролит с, ммоль/л t, C εr φ, мВ
KBr 1,5 23 79,1 18

Задача №86
Вычислить электрофоретическую подвижность частиц карбоната стронция в воде при напряженности электрического поля 800 В/м, если дзета-потенциал, определенный по скорости электрофореза, равен 25 мВ при
25°С (вязкость 8,903104 Пас, относительная диэлектрическая проницаемость 78,36). Принять сферическую форму частиц с радиусом 300 нм, а ионную силу раствора соответственно растворимости SrCO3 в воде 3,05105 моль/л.

Задача №98

Определить коэффициент вязкого трения сферической частицы золя золота диаметром 44 нм в среде с вязкостью 1,002 мПас (температура 20°C).

Учебники для ВУЗов