Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,440

ОПТИЧЕСКАЯ СЕПАРАЦИЯ НАНОЧАСТИЦ

Иванов В.И. 1 Иванова Г.Д. 1 Хе В.К. 1
1 Дальневосточный государственный университет путей сообщения
1. Рафиков С.Р., Павлова С.А., Твердохлебова И.И. Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений. — М., 1963.
2. Ivanov V. Thermal lens response in the two-component liquid layer / V. Ivanov, G. Ivanova, V. Khe // Proc. SPIE. – 2015. – V. 9680. – P. 968042.
3. Иванова Г.Д. Нелинейная линза в дисперсной среде / Г.Д. Иванова, С.И. Кирюшина, А.В. Мяготин // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1–1. – С. 1779.
4. Крылов В.И. Метод светоиндуцированной псевдо-призмы в наножидкости / В.И. Крылов, Г.Д. Иванова, В.К. Хе // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, межвуз. сб. науч. тр. / под общей ред. В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2015. – Вып. 7. – С. 329–332.
5. Иванов В.И. Оптическая диагностика полимерных наночастиц / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова, В.К. Хе // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 11–6. – С. 1085–1088.
6. Okishev K. The thermal diffusion mechanism of the nonlinear absorbing in nanoparticle suspensions / V. Ivanov, K. Okishev, S. Kliment’ev, A. Kuzin, A. Livashvili // Atmospheric and Oceanic Optics. – 2010. – V. 23(2). – P. 106.
7. Иванов В.И. Термоиндуцированное самовоздействие гауссова пучка излучения в жидкой дисперсной среде / В.И. Иванов, А.А. Кузин, А.И. Ливашвили // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика. – 2010.– Том 5. – № 1. – С. 5–8.
8. Иванов В.И. Перспективные среды для динамической голографии / В.И. Иванов, Ю.М. Карпец // Вестник ДВО РАН.- 2003. – №1. – С. 93–97.
9. Ivanov V. The concentration mechanisms of cubic nonlinearity in dispersive media / V. Ivanov, G. Ivanova, S. Kirjushina, A. Mjagotin // Journal of Physics: Conference Series. 2016. – V. 735. – P. 012013.
10. Иванов В.И. Нанодисперсные среды для динамической голографии / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова и др. // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2015. – Т. – 58. – № 11–3. – С. 153–156.
11. Иванов В.И. Термолинзовая спектроскопия двухкомпонентных жидкофазных сред / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова, В.К. Хе // Вестник Тихоокеанского государственного университета. – 2011. – № 4. – С. 39–42.
12. Ivanov V. A thermal lens response of the two components liquid in a thin film cell / V. Ivanov, G. Ivanova // Journal of Physics: Conference Series. 2016. – V. 735. – P. 012037.

В промышленности и научно-прикладных исследованиях физико-химических свойств жидких и газообразных сред используют разные способы разделения смешанных объёмов разнородных частиц (смеси, жидкости разной плотности, эмульсии, твёрдые материалы, взвеси, твёрдые частицы или капельки в газе) в зависимости от размеров исследуемых веществ либо осаждение в гравитационном поле, либо центрифугирование [1].

Данная работа посвящена модели сепарации наночастиц световым полем, являющейся альтернативной выше приведенным методам.

Рассмотрим прозрачную наносуспензию, освещаемую потоком лазерного излучения с однородным распределением интенсивности. На наночастицу действует сила светового давления:

ivan001.wmf, ivan002.wmf,

где ivan003.wmf – интенсивность света, ivan004.wmf, ivan005.wmf – показатели преломления веществ дисперсионной и дисперсной сред соответственно, a – радиус частицы, l – длина волны излучения, ivan008.wmf – скорость света [2,3].

Индуцированное световое давление приводит к изменению концентрации частиц, описываемой стандартным одномерным уравнением диффузии во внешнем поле [3], решение которого в стационарном режиме в виде зависимости концентрации частиц от интенсивности излучения и высоты [4]:

ivan009.wmf,

где C0 – начальная концентрация наночастиц; D – коэффициент диффузии; ivan010.wmf l – высота кюветы, ivan011.wmf ivan012.wmf, ivan013.wmf, ivan014.wmf.

Анализ данного выражения показывает, что для двух сортов частиц, отличающихся величиной радиуса, изменение концентрации (например, на полувысоте кюветы) резко возрастает с радиусом наночастицы. Это связано с резкой зависимостью (как радиус в 5-й степени) скорости осаждения от радиуса частицы, что может позволить значительно более эффективно разделять полидисперсные смеси [5–7].

Предложенный метод сепарации наночастиц актуален при исследовании дисперсных жидкофазных сред [8–10], а также для оптической диагностики таких сред [11,12].


Библиографическая ссылка

Иванов В.И., Иванова Г.Д., Хе В.К. ОПТИЧЕСКАЯ СЕПАРАЦИЯ НАНОЧАСТИЦ // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 12-3. – С. 438-438;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=11020 (дата обращения: 28.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074