מכל מלמדײ השכלתי (duchifat) wrote,
מכל מלמדײ השכלתי
duchifat

коллоидное

Аспирант раскопал любопытную статью группы из Пенсильвании. В смеси крупных и мелких нано-частиц (сферы с диаметром 0.5 и 0.08 микрона), крупные частицы собираются вместе или к стенкам и внутренним углам сосуда (демонстрируя как бы поверхностное натяжание), потому что со стороны стенки по ним не ударяют мелкие частицы.

A. D. Dinsmore*, A. G. Yodh* & D. J. Pine† Entropic control of particle motion using passive surface microstructures Nature 383, 239 - 242 (19 September 1996); doi:10.1038/383239a0
"IN a colloidal suspension containing particles of two different sizes, there is an attractive force between the larger particles. This attraction is due to the extra volume that becomes available to the smaller particles when the larger particles approach one another, thus increasing the entropy of the system. Entropic 'excluded-volume' effects of this type have been studied previously in colloids and emulsions, in the context of phase-separation phenomena in the bulk and at flat surfaces... Our experiments demonstrate the entropically driven repulsion of a colloidal sphere (in a suspension of smaller spheres) from the edge of a step; the magnitude of the entropic barrier felt by the sphere is approximately twice its mean thermal energy. These results indicate that passive structures etched into the walls of a container create localized entropic force fields which can trap, repel or induce the controlled drift of particles."

По-моему, это интересно тем, что с одной стороны это простая модель, показывающая "энтропийное" (что бы это ни означало) происхождение поверхностного натяжения. С другой стороны - всегда интересно сравнить эффекты на среднем масштабе, mesoscale, с похожими молекулярными эффектами (для которых есть термодинамическое описание).

Многие интересные нам эффекты (кинетика движания капли воды по шерховатой гидрофобной поверхности, фильтрация смеси воды-масла через суперолефобную/гидрофильную решетку, "марблы" из капель, покрытых порошком частиц, отдаленно похожие на мицеллы) -- это эффекты на мезомасштабе (с характерным размером порядка микронов), но они похожи на молекулярные эффекты ("аррениусова" кинетика, активированная термальными флуктуациями, осмос и мембраны, мицеллы). Поэтому аналогии здесь могут привести к красивым идеям. А кроме красивых идей мне лично ничего и не нужно. :)

С третьей стороны, мы все же механики, и в его диссертации пытаемся показать живительную силу тонких вибраций (шутка) как колебания (периодически паттерны во времени) и периодические микро-патерны в пространстве создают "эффективные силы", влияющие на равновесие, как механическое, так и фазовое термодинамическое. Или, по выражанию замечательного ленинградского механика Ильи Израилевича Блехмана, как "нелинейные колебания изменяют законы природы" (я большой почитатель этих идей и результатов Блехмана, и хотел бы что-то из них развить, в меру моих скромных способностей, и изложить современным принятым на западе языком, понятным естественникам, а не только советским механикам). Ведь тот же эффект (частицы, собирающиеся в агломераты из-за эффективного "поверхностного натяжения") известен в совершенно сухих системах под действием колебаний.

Характерно (и интересно), что основной автор (который сейчас проф в UMass) применяет это к биологии, к везикулам (как мы помним, Ранди Шекман именно за везикулы получил два года назад премию).

A. D. Dinsmore, D. T. Wong, Philip Nelson, A. G. Yodh. Hard Spheres in Vesicles: Curvature-Induced Forces and Particle-Induced Curvature Phys. Rev. Lett. 80, 409 (1998)
Tags: science
Subscribe

  • (no subject)

    С интересом читаю книгу М. Р. Гинзбург и Е. Л. Яковлева "Эриксоновский гипноз. Систематический курс" (есть в сети). У меня создается впечатление, что…

  • (no subject)

    1. Меня медитация и транс (как и другие способы работы с подсознанием) интересуют как возможность посмотреть на себя со стороны, но не в смысле…

  • (no subject)

    Согласно Карлу Юнгу, есть вертикальные причинные связи между событиями и есть горизонтальные - синхроничность. (Единственное, увлекаться поиском…

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments