Введение к работе
Актуальность темы. Исследование процессов самооргаппоапдл з растворах амфпфильных (АФ) вешеств вызывает интерес по следующим причинам.
Во-первых, эти процессы тесно связаны с общей биологической проблемой самосборки надмолекулярных структур живых клеток: клеточных мембран, хлоропластов, мпелиновых оболочек нейронов, серого вещества мозга и др., в составе которых содержится значительное колпчс-ство АФ веществ - дшгядов и фосфолшшдов. Совокупность взаимодействий, определяющих коллективное поведение АФ молекул в растворах, играет важную роль в образования структуры высокомолекулярных соединений: белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др..
Во-вторых, интерес к АФ веществам обусловлен многочисленными практическими приложениями. Их действие охватывает необычайно широкий круг объектов: оолл и гели, суспензии а иены, поропгси и эмульсии, пасты п смазки, аэрозоли, пористые тела и т.п.. Совокупность практических применений с использованием АФ веществ образует систему коллоидно-химических технологий, которые пронизывают зсе отрасли народного хозяйства: от пищевой и косметической промышленности до технологии повышения нефтедобычи.
В-третьих, процессы структурной перестройки, самоорганизации
внутренне связаны с рядом явлений и закономерностей, находящихся в
центре внимания многих современных заправлений науки: физики фазо
вых переходов, синергетики, теории струп и т.д., что объясняет наме
тившийся с недавних пор интерес физиков к этой тематике. і
Всё это в совокупности определяет актуальность настоящей работы.
Цель работы.
Создание универсального феноменологического подхода к оппсашш последовательности фазовых переходов в растворах амфпфпльных веществ, включая мшсроэмульгпрованпе и образование лиотрошгых жидкокристаллических фаз.
Научная новизна. В данной работе автором впервые:
-
Предложена модель, объясняющая механизм валяния ПАВ на физические свойства раствороз.
-
На основе предложенной модели развит феноменологический подход, еозволяеппш единым образом описать многообразие фазовых переходов в растворах амфнфгшьных веществ, включая микроэмудьгпрованпе н образование лиотрспных жидкокристаллических фал.
3. Показано, что присутствие ПАВ призодит к. появлению особой
точки на фазовой диаграмме системы - критической точки Лифяшца
(КТЛ). В рамках теории Ландау построена теоретическая фазовая диа
грамма в окрестности КТЛ.
1. Выяснена природа аномально низкого межфазного натяжения в системе вода - масло - ПАВ. Показано, что в двухфазной области на фазовой диаграмме системы существует линия, на которой межфазное натяжение между родой и маслом исчезает.
5. Обзарз'жено, что даже в отсутствие кубического инварианта в разложения Ландау двухфазная область ограничена линией фазового перехода первого рода в неоднородную фазу.
G. Догьзазо, что гта неоднородная фаза обладает следующим свойством: поверхность, условЕО разделяющая Еоду и масло, имеет в каждой своей точк пулевую среднюю кривизну, т.е. принадлежит к классу минимальных поверхностей.
7. Вычислен вклад г свободную энергию плёнки Лэнгмюра - Б.чо-джетт, обусловленный тепловыми флуктуаддями смещения слоев, для "жест^их* граничных условий на твёрдой подложке.
. Показано, что при определённых условиях достаточно тонкие плёнки Лэнгмюра - Блоджетт нестабильны и распадаются на две области: область с о,тт;гм монослоем к область с некоторой разновесной толщиной.
ПраУтичесісад пенпость работы.
Определены условия, ара которых тонкие плёнки Лэнгмюра Блоджетт нгстабилъны и распадаются на две области разной толщины. Этот эффект необходимо учитывать при конструировании элементов шпфо- и оятоэдектронЕШ, плёночных пиро- и пьез о датчиков, различных с<=зсо-роз, волноводов, преобразователей энергии п других технически?: устройств, где находят применение плёнки Лэнгмюра - Блоджетт.
На оапгпту зыносятся:
-
Модель, объясняющая механизм влияния ПАВ иа физические свойства растворов.
-
Фазовая диаграмма системы вода - масло - АФ вещество в окрестности критической точки Лнфпшца.
-
Поведение мезхфазного натяжения з системе вода - масло в присутствии АФ вещества»
Л. Условия нестабильности тоник плёнок Лэнгиюра - Бяоджетт.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на:
6-оп Международной конференции по фшзияеской химии коллоидов и поверхностным явлениям в нефтяной промышленности (г. Сан-Рафаэль, франция, 1991 г.);
9-ом Международном симпозиуме по сурфактаятам з растзорах (г. Варна, Болгария, 1992 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, приложения и библиографического указателя. Объём диссертации составляет ?б страниц и 19 рисунков. Библиография включает $ Ъ наименования.
