Дифференциация наночастиц через фрактальную размерность // НАНОМАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ - VI: Труды VI Международной конференции «Наноматериалы и технологии», V Международной конференции по материаловедению и II Международной конференции по функциональным материалам (22.08.2016 – 26.08.2016, Улан-Удэ). Научный редактор: Дамдинов Б. Б., Сызранцев В. В. , - Улан-Удэ: Издательство Бурятский государственный университет, 2016. - С. 167-173.
Дифференциация наночастиц через фрактальную размерность
Differentiation of Nanoparticles Through Fractal Dimension
Проведен сравнительный анализ наночастиц одного химического состава, но разного метода синтеза методами позво-
ляющими определить структуру наночастиц и их поверхностные свойства. Показано, что структурные свойства наночастиц в значительной степени определяются методом их синтеза, что вероятно связано с условиями формирования их кластеров.
Предложено использовать величину фрактальной размерности как базовый параметр для определения различности наночастиц и особенностей их взаимодействия с материалами. Показана взаимосвязь между величиной фрактальной размерности наночастиц трех оксидов и методами их синтеза. Показано, что величина фрактальной размерности линейно зависит от величины удельной поверхности для наночастиц одного метода их синтеза, однако изменение обусловленное изменением метода синтеза более существенно.На примере вязкости наножидкостей и адгезии полимеров показано, что взаимодействие наночастиц со средой имеет аналогичную особенность.
Comparative analysis of the nanoparticles with the same chemical composition, but of a different method of synthesis has been
conducted by methods allowing determining the structure of nanoparticles and their surface properties. It is shown that the structural properties of nanoparticles are exclusively determined by their synthesis due to the conditions of formation of clusters.
It is proposed to use the value of the fractal dimension as the basic parameter to determine various characteristics of the nanoparticles and their interaction with materials. The correlation of the value of the fractal dimension of the nanoparticles of three oxides and methods for their synthesis has been achieved. It was shown that the fractal dimension value is linearly dependent on the specific surface area value at one method of nanoparticle origin. However, the alteration of the origin method caused the fractal dimension value to change more significantly.
For example, investigation of the viscosity of nanofluids and adhesion of polymers showed the interaction of nanoparticles with media produce a similar behavior.
наночастицы, кластер, фрактальная размерность, свойства поверхности
1. Syzrantsev V.V., Zavyalov A.P., Bardakhanov S.P., The role of associated liquid layer at nanoparticles and its influence of nanofluids viscosity // Int. J. of Heat and Mass Transfer. V.72. (2014). P. 501-506.
2.Bardakhanov S.P., Vasiljeva I.V., Kuksanov N.K., Mjakin S.V. Surface functionality features of nanosized silica obtained by electron beam evaporation at ambient pressure //Advances in Materials Science and Engineering. 2010. Article ID 241695, 5p., doi:10.1155/2010/241695. – Hindawi Publishing Corp.
3.Шека Е.Ф., Хаврюченко В.Д., Маркичев И.В. Технологический полиморфизм дисперсных аморфных кремнеземов: неупругое рассеяние нейтронов и компьютерное моделирование. Успехи химии 64 (5), 1995, С. 419 - 444.
4.Ген М.Я., Петров Ю.И. Дисперсные конденсаты металлического пара – Успехи химии, 1969, 38 (12), С. 2249-2278.
5.Петров Ю.И., Физика малых частиц. М.: Наука, 1982. С. 360.
6.Niklasson G.A. Torebring A., Larsson C. et al. Fractal dimensions of gas-evaporated Co aggregates: role of magnetic coupling// Phys. Rev.Lett. 1988. Vol. 60. P. 1735.
7.Meakin P. J. The effects of random bond breaking on diffusion limited cluster-cluster aggregation// Chem. Phys. 1985. V.83, No 7. PP. 3645-3649.
8.Meakin P. J., Jullien R., The effects of restructuring on the geometry of clusters formed by diffusion-limited , ballistic , and reaction-limited cluster – cluster aggregation// Chem. Phys. 1988. V.89, No1. PP. 246-250.
9.Лушников А.А., Пахомов А.В., Черняева Г.А. Фрактальная размерность агрегатов, образующихся при лазерном испарении металлов. Докл. АН СССР. 1987. Т.192. С. 86.
10. Forrest S.R., Witter J. Long-rang correlations in smoke-particle aggregates// J. Phys. A. 1979. Vol. 12. P. L. 109.
11. Bardakhanov S.P., Korchagin A.I., Kuksanov N.K., Lavrukhin A.V., Salimov R.A., Fadeev S.N., Cherepkov V.V., Nanopowder production based on technology of solid raw substances evaporation by electron beam accelerator, Materials Science and Engineering: B. 2006, V. 132, № 1-2. 204-208.
12. Dobrescu G., Balabanova E., Zaharescu, M., Ionescu N. I.,TEM Micrograph Fractal Analysis of Silica Powders // Revue Roumanie de Chimie. 2008. Vol. 53 (3). P. 217–221.
13. Бардаханов С. П., Викулина Л. С., Лысенко В. И., Номоев А. В., Полуянов С. А., Тузиков Ф. В., Анализ нанопорошков методом малоуглового рентгеновского рассеяния// Вестник НГУ, Серия Физика 2012, Т. 7, вып. 4., С. 107-116.
14. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.; Институт компьютерных исследований, 2002. 656 с.
15. Диков Ю.П., Брытов И.А., Романенко Ю.Н., Долин С.П. Особенности электронного строения силикатов. М., Наука, 1979, с. 128.
16. Завьялов А.П., Брусенцева Т.А., Викулина Л.С., Бардаханов С.П., Чимытов Т.А., Сызранцев В.В., Модели взаимодействия наночастиц диоксида кремния с полимерными материалами // Наноиндустрия. 2013, вып.1, С.32-37.