CC BY
1Физика Водных Растворов
Приглашенный доклад
РОСТ КРИСТАЛЛОВ ИЗ ПЕРЕСЫЩЕННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫЕ МИКРОЧАСТИЦЫ; ВЛИЯНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ЖИДКОСТИ И ОБЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОМ
Болоцкова П.Н.,1 Бункин Н.Ф.,12 Воронов В.В.,2 Нагаев Е.И.,2 Новаковская Ю.В.3
1 Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана, ул. 2-я Бауманская, 5, 105005, Москва, Россия 2 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, ул. Вавилова, 38, 119991, Москва, Россия 3 Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Ленинские горы, 1/3, 119991, Москва, Россия e-mail: [email protected];[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
В экспериментах по Рентгеновской дифрактометриии была изучена специфика кристаллообразования из пересыщенных водных растворов CuSO4 на гладких стеклянных подложках; при этом в водный раствор добавлялась суспензия субмикронных частиц Нафиона. Как известно, из пересыщенных водных растворов CuSO4 могут быть выращены пентагидраты CuSO4x5H2O с триклинной сингонией и тригидраты CuSO4x3H2O с моноклинной сингонией. При этом для данного кристалла энергетически более выгодной кристаллической структурой является триклинная сингония, т.е. на гладких подложках будут вырастать именно пентагидраты. Как было показано ранее, в растворах, приготовленных на основе обычной природной воды с содержанием дейтерия 157 ppm в процессе набухания Нафиона происходит разматывание полимерных цепочек в объем жидкости перпендикулярно поверхности полимера; этот процесс влияет на сингонию выращиваемого кристалла CuSO4. Именно, при выращивании кристалла из пересыщенного раствора на основе природной воды осадок на полимерной подложке представляет собой тригидрат CuSO4x3H2O. В то же время, если пересыщенный раствор приготовлен на основе обедненной по дейтерию воды (содержание дейтерия 3 ppm; в этом случае эффект разматывания отсутствует), то кристаллический осадок на полимерной подложке представляет собой пентагидрат CuSO4x5H2O. Показано, что добавление в водный раствор суспензии субмикронных частиц Нафиона также влияет на структуру кристаллического осадка на гладкой стеклянной подложке. Именно, если раствор приготовлен на основе природной воды, то кристаллический осадок представляет собой смесь тригидрата и пентагидрата, а если раствор приготовлен на основе обедненной по дейтерию воды, осадок на гладкой подложке является пентагидратом. Показано, что облучение ультразвуком суспензии частиц Нафиона в процессе выращивания кристалла приводит к тому, что кристаллический осадок из растворов на основе обычной и обедненной по дейтерию воде является пентагидратом CuSO4x5H2O. В экспериментах по динамическому светорассеянию было получено, что субмикронные частицы Нафиона в природной воде способны формировать микронные агрегаты за счет эффекта разматывания полимерных волокон, а в обедненной по дейтерию воде такие агрегаты не образуются, т.е. в этом случае размеры частиц Нафиона порядка 100 - 200 нм. В этих экспериментах было также показано, что ультразвук разрушает агрегаты частиц Нафиона в суспензии на основе природной воды; в результате размеры частиц Нафиона в суспензиях на основе природной и обедненной по дейтерию воды становятся одинаковыми. Можно утверждать, что разница в кристаллических структурах осадка на гладкой подложке для растворов на основе природной и обедненной по дейтерию воды с добавлением суспензии субмикронных частиц Нафиона обусловлена разматыванием / отсутствием разматывания полимерных волокон с поверхности этих частиц.
