Реєстраційний номер
0210U005106,
0107U007699
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Фізико-хімічна гідродинаміка нанорозмірних суспензій, тонких плівок та клітинних структур в розчинах електролітів
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Шилов Володимир Миколайович,
Дата реєстрації
07-06-2010
Організація виконавець
Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України
Опис етапу
Розроблений.загальний підхід до формулювання математичної моделі відгуку концентрованої суспензії нано-розмірних частинок на дію зовнішніх полів (градієнтів тиску, електричного та хімічних потенціалів). Підхід узагальнює коміркові моделі, що використовуються для розрахунку кинетичних коефіцієнтів в концентрованих дисперсних системах. Метод було застосовано для отримання кінетичних коефіцієнтів у наближенні Дебая. Розраховано розподіл електричного потенціалу в дифузній частині подвійного електричного шару частинок нано-суспензiй. Для випадку сильного перекриття подвійних шарів частинок нано-суспензії був введений новий параметр неоднорідності, що дорівнює відношенню відстані між частинками до Дебаївської дговжини. Знайдено доданок в розподілі електричного потенціалу, лінійний за цим параметром, та зроблено оцінку можливості застосування гомогенного наближення на прикладі одного із електрокінетичних явищ, а саме, електроакустичного ефекту. Вперше був проведений кількісний аналіз впливу кінетики переносу іонів на іонний склад плівок Ленгмюра-Блджет (ЛБ), сформованих зарядженими моношарами амфіфільних молекул. Динамічні режими нанесення ЛБ плівок в умовах конкурентної адсорбції декількох сортів протиіонів, що мають різні коефіцієнти дифузії, заряд, константи зв'язування і концентрацію, було промодельовано чисельно. Встановлено, що склад нанесених плівок повинен змінюватися із швидкістю перенесення моношару. При малих швидкостях перенесення іон з вищою константою зв'язування у більшій мірі представлений в перенесеному моношарі, ніж при великих швидкостях. Навпаки, присутність іонів з меншою константою зв'язування збільшується із збільшенням швидкості. Залежність іонного складу та, відповідно, структури плівок від швидкості процесу надає додаткові інструменти для контролю і модифікації властивостей плівок. Одержані результати можуть бути застосовані для отримання нано-структурованих покриттів з бажаними властивостями. Класична електрична модель біологічної клітини Паулі-Швана узагальнена врахуванням дифузійних процесів зумовлених селективною по відношенню до іонів різних знаків електропровідністю поверхневих клітинних нано-структур (цитоплазматичної мембрани та подвійного електричного шару. Розроблена аналітична теорія діелектричної дисперсії суспензій біологічних клітин в широкій смузі частот, що охоплює всі три, характерні для цих систем області дисперсії. Характерні для дисперсії дуже великі значення амплітуди и те, що вони цілком пов'язані з іон селективною провідністю поверхневих клітинних нано структур, зумовлює унікальну чутливість низькочастотного діелектричного спектру до ефективної провідності мембрани живої клітини, що може знайти важливі застосування в біології та медицині. Розроблена методика одержання, з результатів вимірювань електрофорезу та електрообертання клітин, інформації про структуру осадів нанорозмірних частинок срібла, що формуються на клітинах дріжджів внаслідок їхньої життєдіяльності в розчині, що містить цей метал. Це дало можливість визначити поверхневу провідність на постійному струмі та на частоті дисперсії. Багаторазове перевищення поверхневої провідності клітинної стінки на змінному струмі над поверхневою провідністю на постійному струмі свідчить про формування в клітинній стінці сіткової структури з частинок срібла.
Опис продукції
Розроблено загальний підхід до формулювання математичної моделі відгуку концентрованої суспензії нано-розмірних частинок на дію зовнішніх полів (градієнтів тиску, електричного та хімічних потенціалів).
Автори роботи
Бондаренко М. П.
Борковська Ю.Б.
Жолковський Е.К.
Ковальчук В. І.
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
