Модель присоединенного слоя для описания вязкости наножидкости

Представлена механистическая модель для объяснения экспериментальных данных по вязкости наножидкостей, состоящая в предположении наличия на поверхности наночастиц слоя жидкости, составляющего с ними механически цельные включения. Это позволяет дополнить формулу Бетчелора параметром, подбор которого позволяет добиться ее удовлетворительного согласия с экспериментальными данными. Также представлены независимые способы оценки толщины присоединенного слоя по экспериментальным данным. Его величина оказывается порядка 10 нм, что подтверждается работами по течениям жидкостей в тонких гидрофильных кварцевых капиллярах. Физической причиной формирования слоя предполагается структурирующее действие поверхности наночастиц, которое выражается в упорядочении молекул воды в приповерхностных слоях по направлениям их дипольных моментов. Это приводит к отличию оптических свойств прилежащих к частице слоев воды и объемной воды, что позволяет дать объяснение кардинально различным результатам измерения размеров наночастиц в жидкости различными оптическими методами как между собой, так и в сравнении с удельной поверхностью наночастиц. Предложены методы прямого влияния на функцию распределения частиц по размерам, позволяющие верифицировать предположение о возможности объединения различных нанопорошков в единую группу и введения в ней единой параметризованной функции распределения частиц по размерам, на которое существенным образом опирается рассматриваемая механистическая модель присоединенного слоя.

Ключевые слова:
наножидкость, вязкость, структурированная вода
Источник финансирования:
Д. Ю. Труфанов выражает благодарность Российскому фонду фундаментальных исследований за поддержку в рамках гранта № 16-31-60076
А. П. Завьялов и С. П. Бардаханов выражают благодарность Российскому научному фонду за частичную поддержку в рамках гранта № 17-19-01389
УДК 532.526:538.9

Модель присоединенного слоя для описания вязкости наножидкости