Теоретические вопросы

 

1. Высокодисперсные системы как объекты коллоидной химии. Наночастицы - представители высокодисперсных систем

2. Новые качества наночастиц. Обоснование минимального и максимального размера наночастиц. Разнообразие и многообразие форм наночастиц. Трёхмерные, двухмерные и одномерные наночастицы.

3. Классификация наночастиц по агрегатному состоянию. Особенности кристаллических и аморфных наночастиц. Разнообразие структур и форм наночастиц. Структура и фазовое состояние наночастиц различных модификаций.

4. Причины повышенной удельной поверхности наночастиц. Полидисперсность наночастиц. Геометрическая неоднородность наночастиц. Распределение наночастиц по размерам: нормальное и логарифмическое нормальное.

5. Зависимость избыточной поверхностной энергии Гиббса G^S от размера частиц. Поверхностные и объёмные слагаемые величины G^S.

6. Влияние экстремальных условий образования наночастиц на поверхностные явления. . Избыточная поверхностная энергия как энергия дефектов кристаллических наночастиц.

7. Поверхностное натяжение s и его зависимость от размера наночастиц. Формула Толмана для s как функции размера наночастиц. Тоже по упрощённой формуле Русанова.

8. Способы определения поверхностного натяжения наночастиц. Связь между неравновесной и равновесной удельной свободной поверхностной энергией наночастиц.

9. Изменение удельной свободной поверхностной энергии с течением времени.

10. Влияние избытка поверхностной энергии на процесс адсорбции наночастицами. Повышенная адсорбционная активность (ёмкость) наночастиц. Увеличение скорости адсорбционного процесса.

11. Зависимость адсорбционного потенциала от размера частиц. Применение наночастиц для очистки воды. Особенности применения наночастиц в качестве катализатора.

12. Причины повышенной адгезии наночастиц. Влияние избытка поверхностной энергии на адгезионное взаимодействие наночастиц. Определение адгезии наночастиц путём моделирования

13. Расчётное значение силы адгезии наночастиц по теории Дерягина- Мюллера – Топорова (ДМТ). Связь силы адгезии с равновесной работой сил адгезии и поверхностном натяжении.

14. Уравнение Юнга для нанокапель. Зависимость краевого угла смачивания от размера нанокапель. Линейное натяжение нанокапель.

15. Смачивание нитей нанокаплями. Смачивание тонкой упругой плёнки. Стадии растекания нанокапель. Качественные особенности диффузии наночастиц.

16. Сопоставление диффузии наночастиц с ионной и молекулярной диффузией. Три вида диффузии в отношении кристаллических наночастиц.

17. Соотношение межкристаллической, поверхностной и межфазовой диффузии

18. Соотношение коэффициента диффузии для трёх её различных видов кристаллических тел. Особенности структуры аморфных наночастиц.

19. Влияние свойств наночастиц на броуновское движение. Зависимость броуновского движения от свойств наночастиц, дисперсионной среды и их взаимного влияния.

20. Осмотическое давление, его математическое выражение для наночастиц. Осмос через мембраны с наноразмерными порами.

21. Структура двойного электрического слоя с учётом дискретности кристаллической поверхности наночастиц. Соизмеримость адсорбционной и особенно диффузной части двойного электрического слоя с размерами самих наночастиц. Разделение электронного поля на наночастиц, находящегося в виде золя.

22. Электролитические явления в наноразмерных капиллярах. Электроосмос в зависимости от соотношения размера частиц и радиуса нанокапель. Линейная скорость электроосмоса в наноразмерных капиллярах.

23. Влияние дискретной кристаллической структуры наночастиц на рассеяние и поглощение света. Оптические свойства в зависимости от размера наночастиц. Отклонение от закона Бугера-Ламберта-Бера при пропускании света через слой наночастиц.

24. Классификация способов получения наночастиц. Диспергирование и конденсационные способы получения наночастиц. Специфические способы получения наночастиц.

25. Элементарные процессы и стадии механического диспергирования. Физические и химические способы получения наночастиц. Варианты процесса диспергирования.

26. Образование наночастиц конденсационными способами. Жидкостное восстановление и радиолиз.

27. Стадия метода молекулярного наращивания. Получение наночастиц кристаллизацией из раствора. Особенности получения частиц путём золь-гель перехода.

28. Классификация методов определения размеров наночастиц. Принцип работы сканируемых зондовых приборов.

29. Особенности двух видов устойчивости наночастиц. Системы с фиксированным положением наночастиц.

30. Седиментационная устойчивость золя и аэрозоля. Отклонение от теории ДЛФО для наночастиц.

31. Расчёт энергии межмолекулярного взаимодействия, в зависимости от отношения между радиусом наночастиц и прослойкой между ними. Зависимость энергии межмолекулярного взаимодействия от размеров наночастиц.

32. Особенности расклинивающего давления применено к наночастицам. Определение константы Гамакера

33. Расчёт электростатической компоненты расклинивающего давления для наночастиц. Связь электрической компоненты расклинивающего давления с величиной дзета-потенциала. Структурная компонента расклинивающего давления.

34. Условия коагуляции в зависимости от расстояния между наночастицами. Агрегативная устойчивость с учётом суммарного взаимодействия составляющих расклинивающего давления.

35. Коагуляция и нарушение агрегатной и седиментационной устойчивости наночастиц. Влияние растворителя и внешнего воздействия на коагуляцию наночастиц.

36. Механические свойства отдельных наночастиц (твёрдость, прочность и др.) и объектов из множества наночастиц.

37. Свободнодисперсные и связнодисперсные системы из наночастиц. Два типа структур связнодисперсных наночастиц – способные течь и обладающие прочностью.

38. Предел текучести связнодисперсных систем. Определение предела текучести кристаллических наночастиц по закону Холла-Петча. Предел текучести кристаллических наночастиц в зависимости от их микротвёрдости.

39. Особенности модуля Юнга и деформации для наночастиц. Упругие и прочностные свойства наночастиц.

40. Самопроизвольно образующиеся наночастицы. Прямые и обратные мицеллы.

41. Адсорбционный монослой ПАВ. Локальная концентрация и образование островковой наноразмерной структуры

42. Механизм образования двойного электрического слоя. Противоионы и потенциалопределяющие ионы.

43. Электрокинетические явления.

44. Электрокинетический потенциал. Его зависимость от концентрации противоионов.

45. Электрофорез. Скорость электрофореза и электрофоретическая подвижность.

46. Уравнения Гельмгольца – Смолуховского. Условиях его применимости.

47. Электрофоретическая подвижность и её связь с дзета- потенциалом.

48. Электроосмос.

49. Поверхностная проводимость и её влияние на потенциал течения.

50. Коэффициент эффективности диафрагмы и его вычисление.

51. Особенности электрокинетических явлений в наноразмерных капиллярах.

52. Энергия взаимодействия сферических наночастиц.

53. Уравнения для расчета энергии притяжения и энергии отталкивания сферических наночастиц.

54. Структурная составляющая расклинивающего давления.

55. Составляющие поверхностных сил в классической теории ДЛФО. Их характеристика.

56. Электростатическая составляющая расклинивающего давления. Её зависимость от расстояния в области низких потенциалов.

57. Энергия электростатического отталкивания в области низких и больших значениях потенциалов.

58. Энергия молекулярного притягивания на примере взаимодействия плоских пластин и наночастиц.

59. Молекулярная составляющая расклинивающего давления. Ее расчет для модели плоских пластин и сферических наночастиц.

60. Теория ДЛФО. Энергия взаимодействия для плоских пластин и сферических наночастиц в зависимости от расстояния.

61. Кривая потенциальной энергии для дисперсных наносистем с разным характером устойчивости.

62. Адсорбционно-сольватный и структурно-механический факторы устойчивости наносистем.

63. Стабилизация лиофобных нанодисперсных систем. Коллоидная защита.

64. Энтропийный фактор устойчивости наносистем.

65. Устойчивость лиофобных наносистем. Теория устойчивости ДЛФО.

67. Потенциальная кривая взаимодействия наночастиц. Взаимодействие частиц в первичном и вторичном минимумах.

68. Факторы стабилизации наносистем.

69. Влияние электролитов на поверхностные силы и устойчивость наносистем.

70. Влияние ПАВ на поверхностные силы и устойчивость лиофобных наносистем.

71. Поверхностные силы в коллоидных нанодисперсных системах. Их составляющие.

 

Задачи