ИЕРАРХИЧЕСКОЕ КВАНТОВАНИЕ И ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ: МЕЗОМЕХАНИЧЕСКИЙ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ: ИЕРАРХИЧЕСКОЕ КВАНТОВАНИЕ И ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ: МЕЗОМЕХАНИЧЕСКИЙ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ

Ысламидин Ташполотов; Таалайбек Ибраимов

doi:10.52754/16948645_2025_2(7)_62

Авторы

Ысламидин Ташполотов Ошский государственный университет
Таалайбек Ибраимов Ошский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.52754/16948645_2025_2(7)_62

Ключевые слова:

границы раздела фаз, поверхностные силы, самоорганизация, иерархия, диссипативные структуры, термодинамика.

Аннотация

В работе представлены результаты экспериментального и теоретического исследования, демонстрирующие существование дискретной, иерархически организованной сферы действия поверхностных сил (СДПС) в приграничных слоях жидкостей, распространяющейся на расстояния до 200 микрометров. На основе модифицированных методов измерения краевых углов на микроволокнах и межфазного натяжения установлено, что затухание влияния поверхности происходит не монотонно, а через последовательность скачкообразных переходов в точках перегиба (7, 20, 40, 96, 200 мкм для касторового масла). Предложена теоретическая модель, вводящая масштабный инвариант C ≈ 10–20, который связывает макроскопические точки бифуркации свойств с критическим числом молекул (Ncl ≈ 8000) в мезоскопическом кластере, необходимым для преодоления энтропийного хаоса. Показано, что интерфейс функционирует как активный генератор диссипативных структур, а баланс энергии связи и энтропийного фактора определяет термодинамическую устойчивость иерархических уровней. Результаты требуют пересмотра классических граничных условий в физике поверхности и открывают новые возможности для управления свойствами материалов в нанотехнологиях, микроэлектронике и геомеханике.

Библиографические ссылки

Гиббс Дж. В. Термодинамические работы. – М.-Л.: ГИТТЛ, 1950. – 492 с.

Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. – М.: Физматгиз, 1963. – 472 с.

Адамсон А. Физическая химия поверхностей. – М.: Мир, 1979. – 568 с.

Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела фаз. – М.: Мир, 1984. – 269 с.

Derjaguin B. V., Landau L. D. Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solutions of electrolytes // Acta Physico-Chimica Sinica. – 1941. – Vol. 14. – P. 633–662.

Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. –М.:Наука, 1985.– 398 с.

Israelachvili J.N. Intermolecular and Surface Forces. – 3rd ed. – Academic Press, Elsevier, 2011.- 704 p.

Петрянов И.В., Розенблюм Н.Д. О краевых углах малых капель // Доклады АН СССР. – 1948. – Т. 61. – № 4. – С. 661–664.

Panin V.E., Slosman A.I., Antipina N.A. Mesoscopic structural levels of deformation of polycrystals // Physical Mesomechanics. – 2003. – Vol. 6. – No. 3. – P. 5–14.

Панин В. Е., Сергеев В. П., Панин А. В. Наноструктурирование поверхностных слоев конструкционных материалов и нанесение наноструктурных покрытий. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 254 с.

Панин В.Е. и др. Физическая мезомеханика материалов. Томск: Изд-во ТПУ, 2015.

Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. – М.: Мир, 2002. – 461 с.

Nicolis G. und Prigogine I. Self-Organization in Nonequilibrium Systems. From Dissipative Structures to Order through Fluctuations. J. Wiley & Sons, New York, London, Sydney, Toronto 1977. 491 Seiten.

Bocquet L., Charlaix E. Nanofluidics, from whole tree to amino acids // Chemical Society Reviews. 2010.

Alts T. The Thermodynamics of Interfaces // Continuum Mechanics and Thermodynamics. 2015.

Mesomechanics: Emerging Homogenization Concepts for Multiscale Materials / Ed. by S. Schmauder. – Springer, 2011. – 350 p.

ИЕРАРХИЧЕСКОЕ КВАНТОВАНИЕ И ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ: МЕЗОМЕХАНИЧЕСКИЙ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ