НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СВОЙСТВ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ КАК УЧАСТНИКОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

V. I. Vigdorovich

doi:10.17308/kcmf.2018.20/512

V. I. Vigdorovich Вигдорович Владимир Ильич – д. х. н., профессор, академик РАЕН, заслуженный деятель науки и техники РФ, главный научный сотрудник ВНИИТиН, профессор Тамбовского государственного технического университета по совместительству; тел./факс: +7(4752) 446414, e-mail: vits21@mail.ru

DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/512

Ключевые слова: наноструктура, термодинамика, энергия активации, бифуркация, направление процесса.

Аннотация

Рассмотрен ряд особенностей термодинамических закономерностей, свойственных наноструктурированным материалам, и характер зависимости энергии активации процессов с их участием от эффективного размера частиц нановещества. В этих условиях эффективный размер частиц (а) или число элементарных составляющих малоатомных кластеров (атомы, молекулы, радикалы) становятся термодинамическим параметром. В частности, химический потенциал вещества в случае наноразмерных частиц является функцией их эффективного размера или более строго – функцией концентраций вакансий С_а. Величина С_а, в свою очередь, определяется значением а, уровнем поверхностной энергии и изменением объема частиц, возникающим в результате замены в них атома вакансией. Энергия активации процессов (Е_А), в которых участвуют наночастицы (прямые и обратные химические реакции, явления адсорбции и десорбции как их разновидности), становится функцией величины а наноструктурированных частиц. Подобное явление свойственно для самого различного характера энергетической активности адсорбционных центров. Оно приводит к возрастанию роли флуктуаций и случайных процессов и к появлению точки бифуркации на зависимости Е_А = f(а), начиная с которой возможны различные направления процессов, ведущих к кажущемуся разбросу экспериментальных данных. Наблюдаемая картина, в определенной мере,- некий аналог принципа неопределенности Гейзенберга с наличием и существенных отличий от него.

Работа выполнена при финансировании по гранту президента РФ по поддержке ведущих научных школ (НШ 9730.2016.11).

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-16-00006).

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Vigdorovich V. I., Tsygankova L. E, Osetrov A. Yu. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2011, vol. 47, no. 3, pp. 410-415. DOI: 10.1134/S207020511103018X
2. Vigdorovich V. I., Strelnikova K. O. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2012, vol. 48, no. 3, pp. 383-387. DOI: 10.1134/S2070205112030197
3. Vigdorovich V. I., Tsygankova L. E. Fizikokhimiya nanostrukturirovanykh nanomaterialov [Physicochemistry of Nanostructured Nanomaterials]. Tambov, 2012, Publishing house Pershina R. V., 234 p. (in Russ.)
4. Vigdorovich V. I., Tsygankova L. E, Shel N. V, Bernatsky P. N. Teoreticheskie i prikladnye voprosy nanotekhnologii (Sovremennoe sostoyanie i problem) [Theoretical and Applied Problems of Nanotechnology (Current State and Problems)]. Tambov, Publishing house Pershina R. V., 2016, 186 p. (in Russ.)
5. Vigdorovich V. I., Tsygankova L. E. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2012, vol. 48, no. 5, pp. 501-507. DOI: 10.1134/S2070205112050152
6. Lidorenko N. S., Chizhik S. P., Gladkikh N. P., Grigorieva L. K., Kuklin R. N. Dokl. An USSR, 1981, vol. 257, no. 5, pp. 1114 - 1116. (in Russ.)
7. Kondepudi D., Prigogine I. Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative. John Wiley & Sons, 1998, 486 p.
8. Hamburg Yu. D. Elektrokhimicheskaya kristallizatsiya metallov i splavov [Electrochemical Crystallization of Metals and Alloys]. Moscow, Janus-K Publ., 1997, 384 p.
9. Vigdorovich V. I., Tsygankova L. E., Shel N. V. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2015, vol. 51, no. 4, pp. 567-574. DOI: 10.1134/S2070205115040346
10. Stiyler B. Uravnenie Arreniusa i neravnovesnaya kinetika [The Arrhenius equation and the Unequal Kinetics]. Moscow, Mir Publ., 2000, 175 p. (in Russ.)
11. Voyutskiy S. S. Kurs kolloidnoi khimii [Course of Colloid Chemistry]. Moscow, Khimiya Publ., 1964, 575 p. (in Russ.)
12. Sergeev G. B. Nanokhimiya [Nanochemistry]. Moscow, Publishing house of the Moscow State University, 2007, 336 p. (in Russ.)
13. Nutzenadel C., Zuttel A., Chartouni D Schlapbach L. Electrochem. Solid-State Lett., 1999, vol. 2, no. 1, pp. 30 - 32. DOI: 10.1149/1.1390724
14. Qin X., Gao X. P., Liu H., Yuan D. Y., Gong W. L. Electrochem. Solid-State Lett., 2000. vol. 2, no. 3, pp. 532 – 535. DOI: 10.1149/1.1391200
15 Rajalakshmi N., Dhathathreyan K. S., Govindaraj A. Satishkumar B. C. Electrochem. Acta, 2000, vol. 45, pp. 4511 - 4515. DOI: https://doi.org/10.1016/S0013-4686(00)00510-7
16 Fazle Kibria A. K. M. Mo Y. H., Park K. S., Nahm K. S., Yun M. Y. Int. J. Hydrogen Energy, 2001, vol. 26, pp. 823-829. DOI: https://doi.org/10.1016/S0360-3199(01)00007-6
17 Gundiah G., Govindaraj A., Rajalakshmi N., Dhathathreyan K. S., Rao C. N. R. J. Mater. Chem., 2003, vol. 13, pp. 209 - 213. DOI: 10.1039/b207107j
18. Solodkova L. N, Lyakhov B. F., Lipson A. G, Tsivadze A. Yu. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2010, vol. 46, no. 5, pp. 524-527. DOI: 10.1134/S2070205110050035