CC BY
2МОДЕЛИ СТРОЕНИЯ И ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАБОТ НА ТЕМУ КЛАСТЕРНЫХ
СИСТЕМ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
Козаченко А.Э.
НИЯУМИФИ «Национальный исследовательский ядерный университет московский инженерно-физический институт»; 115409, Россия, г. Москва, Каширское шоссе, 31
angelificher@gmail.com
В данной работе обсуждаются несколько основных физических характеристик кластерных систем и связанных с ними процессов в водных растворах - от образования и возможности существования таких систем в растворах высоких разбавлений до решений уравнений состояния бинарных процессов, происходящих в них.
Такие элементарные внешние физические воздействия, как механическое (встряхивание) или магнитное, способны не только дать возможность молекулярному кислороду вступить в реакцию с молекулами воды за счет квантового эффекта Казимира и эффектов, связанных с принципом неопределенности Гейзенберга
[1], но и снять запрет на переход из основного триплетного состояния кислорода в возбужденное синглет-ное [2]. Это обстоятельство имеет сложное объяснение на уровне квантовой механики и эквивалентности между векторами магнитной индукции поля и дипольного момента, образованного зарядами молекул, и векторами момента импульса и угловой скорости вихря [2]. Решения полученного уравнения колебаний из системы импульсного и магнитного гамильтонианов показывает, что кластеризация частиц увеличивается
[2], то есть механическое (встряхивание) или магнитное воздействия на воду, насыщенную молекулярным кислородом, приводит к образованию в ней кластерных систем. Логично ожидать появление кластерных систем и в растворах высоких разбавлений, изготавливаемых с применением механического воздействия.
Существование кластерных систем в растворах высоких разбавлений может быть показано через термодинамическую связь симметрии формирующихся супрамолекулярных структур и их характеристик [3]. Предполагается, что в сильно разбавленных растворах веществ, изготовленных с применением механической обработки, супрамолекулярная структура может образоваться, например, вокруг нанопузырей. Также такая супрамолекулярная структура имеет специфическую активность - в сочетании с исходным веществом способно изменять его эффект на организм. Это может быть обусловлено передачей симметрии от супрамолекулярной структуры к клеточному рецептору, вследствие чего изменится активность клеток. В работе [3] описан инвариант термодинамической координаты стационарного энергетического состояния, характеризующий симметрию и целостность супрамолекулярной системы. Этот инвариант имеет важный физический смысл, является разностью между энтропией сложной системы и полной энтропией невзаимодействующих подсистем, входящих в эту структуру, может определить метастабильное состояние любой супрамолекулярной системы в растворах высоких разбавлений. Таким образом, эффекты растворов высоких разбавлений получили теоретическое обоснование с точки зрения квантовой механики и термодинамики.
Решения уравнений состояния бинарных процессов агломерации и фрагментации в кластерных системах сложно получить обычными аналитическими методами. На помощь приходит математическая эквивалентность кинетических и геодезических уравнений [4]. Геометрические подходы, применяемые к гладкому n-мерному многообразию с аффинной связью, дают аффинное пространство, построенное на таком многообразии, содержащее кинетические уравнения в качестве геодезических, которые уже имеют тривиальные решения [4].
[1] Lyakhov, G. A., Man'ko, V. I., & Shcherbakov, I. A. (2022). Action of classical fields on quantum systems within the Schrödinger-Robertson uncertainty relation. Physics of Wave Phenomena, 30(3), 169-173. [2] Lyakhov, G. A., Man'ko, V I., Suyazov, N. V. Shcherbakov, I. A., & Shermeneva, M. A. (2022). Physical mechanisms of activation of radical reactions in aqueous solutions under mechanical and magnetic effect: Problem of singlet oxygen. Physics of Wave Phenomena, 30(3), 174-181. [3] Gorovoy, Y (2022). The Relationship between Symmetry and Specific Properties of Supramolecular Systems. Symmetry, 14(10), 2070. [4] Shapovalov, A. V (2023). On Equivalence between Kinetic Equations and Geodesic Equations in Spaces with Affine Connection. Symmetry, 15(4), 905.
