Page name: ARRSProjekti / 2019 / Vpliv aditivov na nanoskopsko močenje

Vpliv aditivov na nanoskopsko močenje

Nazaj na seznam za leto 2019


Oznaka in naziv projekta

J1-1701 Vpliv aditivov na nanoskopsko močenje
J1-1701 The influence of additives on nanoscopic wetting

Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Projektna skupina

Vodja projekta: dr. Matej Kanduč

Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS

Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS

Vsebinski opis projekta

Močenje predstavlja osrednji fizikalni pojav na številnih znanstvenih in tehnoloških področjih, od mikrofluidike, nanofluidike in nanotiskanja do tehnologije nanomaterialov. Voda je posebej zanimiva pri različnih raziskavah močenja, saj predstavlja običajno tekočino v mnogih industrijskih procesih, kot so barvanje, premazovanje, lubriciranje, pridobivanje nafte in depozicija pesticidov.

Vendar pa v mnogih aplikacijah voda vsebuje različne raztopljene snovi v obliki aditivov, plinov, surfaktantov, ionov in drugih kontaminantov. Raztopljene snovi lahko pomembno vplivajo na močitvene lastnosti, saj modificirajo ​​različne mejne površine in kontaktne linije med različnimi fazami sistema. Do sedaj je večina teoretičnih študij močenja temeljila na čistih sistemih brez dodatkov ali kontaminantov v tekočini. Prav tako je bilo predlagano, vendar presenetljivo, nikoli pokazano, da lahko raztopljeni kontaminanti v vodi pomembno vplivajo na močenje kapljic in tako otežujejo interpretacije različnih eksperimentov. Čeprav je bil vpliv številnih aditivov na površinsko napetost močno raziskan, ni veliko znanega, kako vplivajo na nanokapljice. Še posebej nekatere spojine imajo izjemno veliko nagnjenost, da se kopičijo na trofazni kontaktni liniji kapljice in tako vplivajo na linijsko napetost. Koncept linijsko aktivnih spojin, imenovanih linaktanti (analogno s surfaktanti, ki so površinsko aktivne), je bil predlagan pred 10 leti, vendar raziskan le v omejenem obsegu. Pričakovati je, da bo vpliv aditivov, zlasti linaktantov, pomembno področje bodočih raziskav.

Tukaj predlagamo raziskovalni projekt, ki temelji na teoretičnih in računalniških simulacijskih pristopih, ki bo raziskal vpliv aditivov na močitvene lastnosti. Osrednja metodologija obsega klasične atomistične simulacije molekulske dinamike majhnih vodnih kapljic, nanodepozitov in vodnih filmov na različno polarnih površinah ob prisotnosti različnih aditivov. Sistematično bomo raziskali različne razrede aditivov, od nepolarnih do polarnih molekul in ionov. Raziskali bomo, kako se te molekule porazdelijo v različnih vodnih formacijah in s tem, kako vplivajo na površinske in linijske napetosti. Izvedli bomo kombinacijo simulacij kapljic v sferični in cilindrični morfologiji. Ta kombinacija nam bo omogočila analizo komponent linijske napetosti, ki so ključni akterji pri obnašanju majhnih kapljic in njihove stabilnosti. Analiza rezultatov bo podprta z analitičnimi pristopi na kontinuumski ravni. Posebno pozornost bomo namenili tudi sestavi in ​​naravi tekočih filmov, ki se tvorijo okoli kapljic. V ta namen načrtujemo razširitev termodinamične integracijske metode, ki nam bo omogočila izračunati spremembe adhezijskih energij zaradi formacije filma v prisotnosti aditivov.

Rezultati te študije imajo velik potencial osvetlitve nekaterih pomembnih vidikov aditivov pri močitvenih lastnostih, ko si pomembni ne le za fiziko mehke snovi, temveč tudi za številne druge discipline, kot so tehnologije in vede o materialih, fluidika, itd.

Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.

Faze projekta in opis njihove realizacije

1. Faza

2. Faza

3. Faza

Bibliografske reference


Nazaj na seznam projektov po letih