Энергия нанопузырей с гидратной оболочкой
Показано, что энергия заряженного объемного нанопузыря (ОНП) образована парциальными энергиями свободного и связанных зарядов в вакууме, а также энергиями поляризации диэлектрика в гидратном слое и за его пределами. Гидратный слой увеличивает энергию ОНП в 5.3 раза при радиусе 5 нм и не более 8% при радиусе более 25 нм на величину, близкую к энергии этого слоя. Энергия поляризации диэлектрической среды почти на 2 порядка превосходит энергию зарядов в вакууме в гидратном и диффузном слоях. При радиусе менее 26 нм полная электростатическая энергия ОНП внутри гидратной оболочки больше, чем за ее пределами. У более крупных нанопузырей больше энергии сосредоточено за пределами гидратной оболочки.
Ключевые слова
диэлектрическая жидкая среда,
кулоновское и лапласовское давление,
связанный наведенный поляризационный заряд,
размер и заряд нанопузырейАвторы
Левин Юрий Константинович | Институт прикладной механики РАН | к.т.н., ст. науч. сотр., ведущ. науч. сотр | iam-ras@mail.ru |
Всего: 1
Ссылки
Tan B.H., An H., Ohl C.-D. // Phys. Rev. Lett. - 2020. - V. 124. - P. 134503. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.134503.
Hewage S.A., Kewalramani J., Meegoda J.N. // Colloid. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. - 2021. - V. 609. - P. 125669. - DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.125669.
Foudas A.W., Kosheleva R.I., Favvas E.P., et al. // Chem. Eng. Res. - 2023. - V. 189. - P. 64-86.
Singh S.B., Shukla N., Cho C.H., et al. // Toxicology and Environmental Health Sciences. - 2021. - No. 13. - Р. 9-16. - DOI: 10.1007/s13530-021-00081-x.
Левин Ю.К. // Изв. вузов. Физика. - 2024. - Т. 67. - № 10. - С. 58-61. - DOI: 10.17223/00213411/67/10/7.
Кошоридзе С.И. // Изв. вузов. Физика. - 2024. - Т. 67. - № 10. - С. 62-66. - DOI: 10.17223/00213411/67/10/8.
Левин Ю.К. // Коллоид. журн. - 2023. - Т. 85. - № 3. - С. 350-354. - DOI: 10.31857/S0023291223600220.
Toney M.F., Howard J.N., Richer J., et al. // Nature. - 1994. - V. 368. - P. 444-446.
Velasco-Velez J.-J., Wu C.H., Pascal T.A., et al. // Science. - 2014. - No. 346. - P. 831.
Lee C.Y., McCammon J.A., Rossky P.J. // J. Chem. Phys. - 1984. - No. 80. - P. 4448.
Fumagalli L., Esfandiar A., Fabregas R., et al. // Science. - 2018. - V. 360. - P. 1339-1342. - DOI: 10.1126/science.aat4191.
Левин Ю.К. // Изв. вузов. Физика. - 2022. - T. 65. - № 12. - С. 55-59. - DOI: 10.17223/00213411/65/12/55.
Тамм И.Е. Основы теории электричества: учеб. пособие для вузов. - М.: Физматлит, 2003. - 616 с.
Нетребко Н.В., Николаев И.П., Полякова М.С., Шмальгаузен В.И. Электродинамика: учебно-методическое пособие / под ред В.А. Макарова. Ч. III. - М.: ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006. - 327 c.
Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 5. - М.: Мир, 1966.