Конспект подготовлен студентами, не проходил проф. Редактуру и может содержать ошибки. Следите за обновлениями на vk. Com/teachinmsu

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
при использовании струной печати в ультразвуковой диагностике, в некоторых тех-
нологиях доставки лекарств, и нанофлюидике.
Кавитация так же происходит в процессе вращении гребных винтов. Высокая
Рис. 83. Кавитация на греном
винте
энергия образующихся пузырьков, разрушает материал винтов, что является про-
блемой, при эксплуатации водного транспорта (рис.83).
Кавитация происходит при струйной печати.Перепад давления на сопле и быст-
рая скорость подачи являются инициаторами образования пузырьков, которые мо-
гут забить капилляр и вывести конструкцию из строя.
Рис. 84. Газовый пузырь, образовавшийся в сопле принтера
Данное явление является причиной достаточно частого выхода из строя струйных
принтеров и постепенного перехода от них к принтерам лазерного типа(рис. 84).
Пузырьки, образующиеся в жидких средах, являются высокоэнергетическими
объектами. Например, их энергии достаточно, чтобы прожигать металл, что позво-
ляет технологически создавать сито с отверстиями очень маленьких размеров.
При анализе поведения пузырьков мы можем видеть различие в поведении в за-
висимости от их размеров. Например, если капли имеют размер порядка 400 мик-
рон, то коагуляции не наблюдается, а при размере уже в 200 микрон они довольно
активно объединяются в более крупные капли (рис. 86).
104
ВОЛЬНОЕ ДЕЛО
ФОНД

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ
КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ
ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ
СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU
Рис. 85. Поведение пузырей при разных
размерах
После многочисленного анализа данного процесса было выведено уравнения Рэллея-
Плесета, описывающее поведение пузырьков в жидкости:
𝑅
𝑑
2
𝑅
𝑑𝑡
2
+
3
2
(︂ 𝑑𝑅
𝑑𝑡
)︂
2
+
4𝜂
𝑅
𝑑𝑅
𝑑𝑡
+
2𝜎
𝑝
𝐿
𝑅
+
∆𝑃 (𝑡)
𝑝
𝐿
= 0
(156)
Газовые пузырьки сверхмалых размеров являются перспективным явлением в нано-
технологии. С помощью них можно менять поверхность объектов, и кардинально
менять поведение и поверхностные свойства частиц. Например, при пропускании
пузырьков через среду (гелеобразную систему) поверхность геля модифицируется,
становясь более гидрофобной. Этот эффект может найти применение при создании
уникальных гидрофобных поверхностей с заданными свойствами (рис.87).
Рис. 86. Модификация поверхностей кавитацией
Технологии позволяют с помощью накачки энергии (например, лазером) созда-
вать пузыри в любой точке среды. Были проведены наблюдения поведения пузыря
рядом со стенкой резервуара. В начальный промежуток времени, образовавшийся
пузырь растет, но после определенного размера он начинает взаимодействовать со
стенкой, буквально расплющиваясь на ней, и выделяя всю накопленную энергию.
Данный эффекты в будущем возможно использовать в технологии прямой достав-
ки лекарств в организм. С помощью ультразвука наводится пузырь который разру-
105

жүктеу/скачать 3,75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: