Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Creating thin layers at the contact surface of two nonmixing liquids

Słowicka A., Walenta Z.A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

2007

Vol. 55, nr 2

173-178

The paper presents the results of numerical simulation of processes aimed at production of nanostructures with the use of oil emulsions in water. The appropriate molecular models of water and oil, as well as the model of the substance which would sediment at the water - oil interface, are looked for. Such substance, after suitable solidification, would become the main component of the produced material. For the described simulations, the Molecular Dynamics method has been used throughout this paper.

Powstawanie nanostruktur w emulsjach

Słowicka A., Walenta Z. A.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

2006

Vol. 11, nr 1

255-267

Współczesne technologie materiałowe są jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin nauki i techniki. Szczególnie prężnie rozwijaj się nano- i mikrotechnologie. Jedna z takich nowoczesnych nanotechnologii, badana obecnie w kilku europejskich ośrodkach, wykorzystuje efekt gromadzenia się substancji na granicy faz emulsji. Użyta emulsja ma bardzo drobną strukturę nano-kropli oleju w wodzie. Trzecia substancja, dzięki odpowiednim właściwościom molekularnym, osiadając na powierzchni styku faz cieczy pokrywa powierzchnie kropel oleju. Po usunięciu emulsji substancja ta, zachowując strukturę, zostaje utwardzona i tworzy nano-materiał . W prezentowanej technologii emulsja spełnia rolę matrycy, na której powstaje struktura wytwarzanego materiału. Technik rozdrabniania emulsji jest wiele; stosuje się m.in. aparaty miksujące (homogenizatory), które w przepływie ścinającym rozrywają krople oleju na mniejsze lub mikrokanały o podobnym działaniu [2]. Nanomateriały o prezentowanej strukturze będą miały wiele interesujących właściwości, takich jak lekkość, elastyczność czy wytrzymałość mechaniczną, co zapewniają silne oddziaływania międzyatomowe w układzie oraz porowatość substancji. Tworzywa o takiej budowie mogą znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach np. medycynie czy aerodynamice. Celem naszych prac nad omawianą technologią wytwarzania nanomateriałów było stworzenie numerycznego modelu zjawiska powstawania nanostruktur w emulsjach. Ponieważ tak drobne układy wymagają modelowania na poziomie atomowym, do opisu procesów zachodzących w cieczach posłużono się metodą Dynamiki Molekularnej. Bazując na symulacjach numerycznych zbudowano modele molekularne cieczy tworzących emulsję oraz zaproponowano kilka typów substancji, które mogłyby wytworzyć pożądaną warstwę na granicy faz. Zaproponowane modele testowano numerycznie, poszukując kombinacji oddziaływań międzyatomowych zapewniającej powstawanie oczekiwanej nanostruktury.

The design of new technologies, making it possible to manufacture the nano - structured materials is one of the most important tasks of the contemporary materials science. The technologies, utilizing the emulsion droplets as templates for producing nanostructures out of solid particles, suspended in the liquid phase, seem very promising; work on developing such technologies is progressing fast. It seems however conceivable, that even smaller structures could be obtained, if instead of solid particles a liquid film was utilized. In the present research we investigate the conditions necessary for producing a film at the interface of two nonmixing liquids. In our investigation we used emulsion consisting of water and oil. The assumed diameters of the oil droplets were very small, therefore to simulate the behavior of the liquids we applied the Molecular Dynamics simulation technique, assuming that a liquid is an ensemble of molecules. For the detailed calculations we used the program "MOLDY".We investigated a number of molecular models of water, oil and the third component, creating the film. Since, at the molecular level, the behaviour of the substance depends, in the first place, on the interaction between the molecules, we looked for the combination of the interaction potentials, which might produce the required liquid or solid film at the surfaces of the emulsion droplets. We performed a number of simulation runs for different interaction potentials. Having the information on the required interaction potentials one can look for the real substances, fulfilling these requirements. To test the models of molecules, the formation of water droplet in vacuum and oil droplet in water was simulated. The TIPS2 model of water was used. To simulate interaction of the three liquids we used the third component similar in structure to soap. To obtain a stable film of the third liquid it was necessary to increase the length of its chain-like molecule. To test the behavior of solid particles immersed in water, molecules of carbon were used. The carbon molecules form crystalline complexes, which interact with each other through the Lennard-Jones potential. The initial results were not satisfactory, because some of the carbon complexes were moving into the water and not strive for creating the sediment on the contact surface. After reduce volume of water nano-complexes of carbon created the sediment between oil and water (Fig. 11, 12). Simultaneous the second of oil was tested, which molecular model based on limonene. The results for limonene were analogous to results for oil.