Реєстраційний номер
0223U005394,
(0123U103662)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Структурні і термодинамічні властивості в сумішах з конкуруючими взаємодіями
Назва етапу роботи
Розроблення теорії для негомогенних концентрованих електролітів в умовах конфайменту. Розроблення ґраткової моделі іонної рідини в плоскій ультратонкій порі для врахування міжіонної взаємодії між наступними за найближчими сусідами. Аналітичний розрахунок фазової діаграми для граткової моделі суперіонної рідини в рамках наближення ґратки Бете. Теоретико-польовий опис і комп’ютерне моделювання просторових структур систем частинок із м’яким кором та конкуруючим потенціалом парної міжчастинкової взаємодії в об’ємі
Керівник роботи
Пацаган Оксана Вадимівна, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
22-12-2023
Організація виконавець
Інститут фізики конденсованих систем Національної академії наук України
Опис роботи
Метою роботи є опис структурних і термодинамічних властивостей бінарних сумішей з різними типами конкуруючих взаємодій, що сприяють формуванню нанорозмірних і мезоскопічних негомогенностей, в об’ємних фазах і поблизу обмежуючих поверхонь.
Опис етапу
Розроблено мезоскопічну теорію для вивчення концентрованих електролітів у щілині із зарядженими стінками. Отримано профілі заряду та густини іонів, а також надлишковий великий термодинамічний потенціал як функції ширини щілини L. Отриманий тиск роз’єднання при великих густинах іонів демонструє асимптотичне осциляційне затухання із збільшенням L з довжиною затухання, що узгоджується з результатами експериментів. Показано, що якщо густина заряду зменшується з відстанню від зарядженої поверхні осциляційно, то електростатична енергія щілини із зарядженими стінками також спадає осциляційно зі збільшенням L з тими ж характерними довжинами. Розроблено теорію для аналізу поведінки іонної рідини в ультратонкій порі, що містить тільки один шар іонів, в рамках ґраткової моделі. За допомогою наближення ґратки Бете аналітично розраховано фазову діаграму моделі в широкому діапазоні значень міжіонної взаємодії, прикладеної напруги та іонофобності пори. Діаграма характеризується існуванням двох фаз: впорядкованої і невпорядкованої, між якими відбуваються переходи першого і другого роду. Проаналізовано випадок неоднорідної пори. Зокрема, розрахунки показують, що якщо частина іонофобної пори є іононейтральною, то це приводить до більшої області впорядкованої фази, що є корисним для накопичення енергії. Застосовуючи теоретико-польовий підхід та комп’ютерне моделювання методом молекулярної динаміки, досліджено просторові розподіли плину м’яких частинок із конкуруючою взаємодією у суміші із простим плином в об’ємі. В наближенні середнього поля розраховано профілі густини обидвох компонент при різних густинах та температурах. Показано, що запропонований підхід дозволяє якісно відтворити перехід невпорядкованої системи суміші до мезоструктурованої впорядкованої системи.
Опис продукції
Автори роботи
Дудка Максим Леонідович
Пацаган Тарас Миколайович
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-22
