Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Structure and surface energy of both fluorite halves after cleaving along selected crystallographic planes

Janicki M. J., Drzymala J., Kowalczuk P. B.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2016

|

Vol. 52, iss. 1

451--458

EN

The density functional theory, supported with a commercial software, was used to compute the geometry and surface energy of fluorite cleaved along the (111), (110) and (100) planes. In the case of cleaving a piece of fluorite along the (111) plane the two newly created surfaces are identical consisting of fluorite ions with the surface energy equal to 0.384 J/m2. Cleaving fluorite along the (110) plane also provides identical halves and, both contain one Ca ion next to two F ions, with the surface energy equal to 0.723 J/m2. When cleaving takes place along the (100) plane, it creates two corresponding halves with different surface structures. One half, having only surface Ca ions (100Ca) has the surface energy equal to 0.866 J/m2, while the surface energy of the second half, having only F surface ions (100F), is 0.458 J/m2. Different structures and energies of the corresponding fluorite surfaces, that is (100Ca) and (100F) planes, should have an impact on their chemical properties, including hydrophobicity expressed by contact angle. The calculations performed in the paper also showed that reorganization of fluorite surfaces after cleaving was insignificant for all of the investigated planes.

2

Biotribochemistry of the lubrication of natural joints

Pawlak Z., Jurvelin J., Urbaniak W.

Tribologia

|

2010

|

nr 5

131-141

EN

In this communication, we attempt to consider changes occurring in the phospholipid biomembrane surface in terms of acid-base equilibria. Specifically, the influence of the pH on surface wettability, interfacial energy, and surface friction is discussed under consideration of a biomembrane as an amphoteric polyelectrolyte. We measured the interfacial energy of phosphatidylserine (PS) using a model of bilayer membrane in aqueous electrolyte over the pH range 2.0-12.0.0. Micro-electrophoresis was used to examine the local acid-base equilibrium of the membrane surface, which can be considered to mimic the interface of natural joints. In our findings, the biohydrophobicity of natural surfaces is greatly reduced in the presence of phospholipids. We were able to demonstrate that the coefficient of friction vs. biohydrophobicity of articular cartilage is interface-controlled by osteoarthritis.

PL

Mechanizm smarowania i tarcia w stawach naturalnych opisany jest w literaturze przez ok. 40 modeli. Znaczny postęp w ostatnich latach zawdzięczamy badaniom eksperymentalnym prowadzonym na poziomie molekularnym. Staw, nazywany biołożyskiem, cechuje ultra-niski współczynnik tarcia rzędu 0,001, często pod obciążeniem do 20 MPa. Maź stawowa (łac. synovia, płyn maziowy) jest środkiem smarującym (pH - 7,4) zawierającym ok. 94% wody, chondrocyty, fosfolipidy o m.cz. 700, biomakrocząsteczki, m.in. lubrycyne, hialuron o m. cz. ok. 200 000. W pracy przedstawiono wpływ pH na hydrofobowość, napięcie powierzchniowe, gęstość ładunku i współczynnik tarcia powierzchni stawu. W naszym micelarno-lamelarnym modelu smarowania dwuwarstwy (membrany) fosfolipidowe (SAL-surface amorphous layer) osadzone są na chrząstce stawowej i z udzialem biomakrocząsteczek zapewniają ultraniskie tarcie. Przy spadku hydrofobowości chrząstki z 105° do ok. 60° i zakłóceniu równowagi kwasowo-zasadowej SAL się nie odtwarzania i tarcie w stawie wzrasta.

3

Energia powierzchniowa, dyssypacja i efekty skali w modelowaniu mikrostruktur martenzytycznych

Petryk H., Stupkiewicz S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2010

|

R. 107, z. 4-M

99-108

PL

W niniejszym artykule przedstawiono energetyczne podejście do wieloskalowego modelowania ewolucji mikrostruktur martenzytycznych w stopach z pamięcią kształtu. Energia swobodna Helmholtza i energia dyssypowana w układzie reprezentowane są przez sumy członów odpowiadających energii objętościowej oraz energii powierzchniowej na granicach mikro-strukturalnych pomiędzy poszczególnymi wariantami martenzytu, fazami lub ziarnami. Ewolucja mikrostruktury jest wyznaczana drogą przyrostowej minimalizacji całkowitej energii dostarczanej do rozpatrywanego układu w procesie makroskopowo quasi-statycznym i izotermicznym. Ogólną procedurę zastosowano do numerycznych symulacji powstawania i ewolucji warstwowych struktur martenzytycznych indukowanych naprężeniowo w stopach z pamięcią kształtu. W energii powierzchniowej uwzględniono energię mikroodkształceń sprężystych w otoczeniu granic mikrostrukturalnych, wyznaczoną przy użyciu metody elementów skończonych. Policzone przykłady opisują ewolucję mikrostruktury martenzytycznej w formie laminatu trzeciego rzędu w stopie CuAlNi dla przemiany 1 1 [beta]-->[gamma]' oraz jej zależność od sposobu uwzględnienia dyssypacji energii powierzchniowej.

EN

The energy approach to multiscale modelling of evolution of martensitic microstructures in shape memory alloys (SMA) is presented. Both the Helmholtz free energy and the energy dissipated in the system comprise the usual bulk energy contributions as well as the interfacial energy terms corresponding to different scales, namely martensite-martensite, austenite-martensite and grain boundaries. Microstructure evolution is determined by incremental minimization of the energy supplied to the system in a macroscopically quasi-static and isothermal process. As an application of the general approach, the formation and evolution of stress-induced laminated microstructures in SMA has been studied. The interfacial energy of elastic micro-strains at microstructured interfaces has been estimated using the finite element method. Evolution of a rank-three laminated microstructure in a C uAlNi alloy undergoing the 1 1 [beta]-->[gamma]' transformation has been determined, showing the effect of size-dependent dissipation related to the release of interfacial energy.