Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Приложение 2. Полидисперсность наполнителей-катализаторов и законы синергетики

Полидисперсность используемых нанонаполнителей (слюды и оксида цинка) была определена на приборе Autosizer Tic фирмы «Мальверн» (Германия). Если предположить, что указанные наполнители являются наночастицами в строгом смысле этого термина, то следует изучить законы их формирования. Ранее на примере различных физико-химических процессов было показано, что функция самоподобия имеет вид функции итерационного типа, связывающей точки структурной бифуркации соотношением [1-3]:

,  (П.9)

где -мера адаптивности  и - предыдущее и последующее критическое значение управляющего параметра при переходе от предыдущей () к последующей ) точке бифуркаций; -мера устойчивости, структуры, сохраняющаяся постоянной при ее перестройке; m-показатель типа обратной связи; значение m=1 отвечает линейной обратной связи, при которой переходы на другие пространственные уровни реализуется мультипликативным , а при m=2-репликативным (с улучшением структуры) механизмом воспроизведения структуры.

Соотношение (П.9) по своей физической сути является алгоритмом самосборки наночастиц на пути к максимальной устойчивости. Этот алгоритм может быть представлен в виде [3]:

,  (П.10)

где  и - интервалы размеров наночастиц, в пределах которых наноструктура остается устойчивой (-const), m-параметр обратной связи (m=1 при линейной и m=2- при нелинейной обратной связи).

Сравнение экспериментальных и рассчитанных согласно уравнению (П.10) (при =0,618, m=2 и = 930 нм) размеров частиц ZnO в этиленгликоле показало их хорошее соответствие (табл. П.1). То же можно сказать и о размерах частиц слюды двух типов (см. табл. П.2 и П.3), где расчет согласно уравнению (П.10) выполнен при следующих параметрах: =0,465, m=4 и = 920 нм.

Указанное соответствие предполагает формирование структуры частиц нанонаполнителей согласно законам синергетики, что позволяет считать их наночастицами. Отметим, что в настоящее время принято полагать, что верхний предельный размеров наночастиц равен 100 нм [4], хотя эта граница и является условной. Приведенные выше значения =920÷930 нм существенно увеличивают этот предельный размер, фактически до границы наноинтервала, т.е. 1000 нм.

Таблица П.1.

Полидисперсность оксида цинка в этиленгликоле

Размер частиц, нм

Размер частиц, нм

уравнение (П.10)

Интенсивность, %

100÷120

110

0,6

120÷150

135

5,8

150÷180

165

6,6

180÷220

200

7,5

220÷270

245

8,5

270÷320

295

8,3

320÷390

305

8,4

390÷470

430

8,9

470÷580

530

9,7

580÷700

640

10,8

700÷850

780

11,9

850÷1000

930

13,1

 

Средневероятностный размер-220 нм

Полидисперстность-0,398.

Таблица П.2.

Полидисперсность немодифицированной слюды «флагопит» в этиленгликоле

Размер частиц, нм

Размер частиц, нм

уравнение (П.10)

Интенсивность, %

120÷150

136

5,0

150÷180

165

5,7

180÷220

200

6,3

220÷270

242

7,0

270÷320

292

8,0

320÷390

354

8,5

390÷470

428

8,9

470÷580

519

9,8

580÷700

628

11,2

700÷840

760

13,3

840÷1000

920

16,3

 

Средневероятностный размер-230 нм

Полидисперстность-0,749.


Таблица П.3.

Полидисперсность слюды - СМО в этиленгликоле

Размер частиц, нм

Размер частиц, нм

уравнение (П.10)

Интенсивность, %

120÷150

136

5,7

150÷180

165

6,1

180÷220

200

6,9

220÷270

242

7,5

270÷320

292

8,1

320÷390

354

8,4

390÷470

428

8,9

470÷580

519

9,6

580÷700

628

10,9

700÷840

760

12,7

840÷1000

920

15,3

 

Средневероятностный размер-203 нм

Полидисперстность-0,733.

Литература к «Приложению 2»

1. Иванова В.С. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов. М., Наука, 1992, 157 с.

2. Ivanova V.S. Synergetics, Strength and Fracturc of Metallic Materials. Cambridge international Science Publishers, 1998, 220 p.

3. Фолманис Г.Э. Самосборка частиц в свете особых свойств наномира. Труды Междунар. Междисциплинарного симпозиума «Фракталы и прикладная синергетика, Ф и ПС-03». М., Изд-во МГОУ, 2003, с. 303-308.

4. Бугаченко А.Л. Нанохимия-прямой путь к высоким технологиям нового века. Успехи химии, 2003, т. 72, №5, с. 419-437.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074