​Редакция журнала Physical Chemistry Chemical Physics высоко оценила статью красноярских ученых, выполненную совместно с зарубежными коллегами из Бельгии и Германии. Опубликованная в начале этого года работа, в которой рассматриваются вопросы перемешивания многокомпонентных смесей, попала в число «горячих» результатов — статей с наибольшим цитированием.
 
В журнале Physical Chemistry Chemical Physics в течение года публикуется более трех тысяч научных материалов по вопросам физической химии и химической физики. Это известное зарубежное издание с высокими показателями цитирования опубликованных в нем статей. Ежегодно редакция журнала отбирает около двухсот наиболее востребованных материалов. 
 
В этом году в шорт-лист вошла выполненная совместно с иностранными коллегами работа красноярских ученых. «Горячее» исследование российских и зарубежных авторов посвящено теоретическому измерению коэффициентов диффузии тройных смесей, полученных в ходе экспериментов на Международной космической станции (МКС). Образцы, смешивание которых исследовали в космосе, представляли собой смеси тетрагидронафталина — изобутилбензола — додекана, циклогексана — толуола — метанола, воды — этанола — триэтиленгликоля. В каждую тройку компонентов входят соединения, типичные для углеводородных месторождений, например, для нефти.
 
Исследования диффузии тройных смесей проводят на МКС для того, чтобы избавиться от действия силы земного притяжения. Ученым важно понять, как происходит перемешивание в идеальных условиях, когда на жидкости не влияет гравитация. Тройные смеси готовят в лабораториях на Земле. Далее их отправляют в космос, где измеряют коэффициенты диффузии, а полученные данные обрабатывают уже «внизу».
 
В признанной «горячей» работе исследователи впервые проанализировали зависимости коэффициентов диффузии тройных смесей от системы отсчета, в которых они могут быть представлены. Перемешивание смеси из двух компонентов описывается одним коэффициентом диффузии, значение которого не зависит от системы отсчета. Сложности интерпретации результатов измерений возникают для смесей с тремя и большим числом компонентов. В ходе анализа в одной из систем отсчета были получены отрицательные главные коэффициенты диффузии для нескольких составов смеси. В таком случае некоторые компоненты этой смеси должны не смешиваться, а, наоборот, отделяться.
 
«Теоретически суть отрицательных главных коэффициентов диффузии в том, что при смешивании трех компонентов два из них будут смешиваться, а третий, наоборот — стараться отделиться. То есть диффузия пары компонентов вызывает обратную диффузию третьего компонента. По сей день в литературе не зафиксировано экспериментальных измерений отрицательных главных коэффициентов», — пояснила одна из соавторов статьи, младший научный сотрудник Института вычислительного моделирования ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Софья Владимировна Козлова.
 
Ученые подняли вопрос о физической основе отрицательных главных коэффициентов диффузии и проанализировали исходные данные в «проблемных» случаях. В результате они скорректировали экспериментальные значения коэффициентов перекрестной диффузии в пределах ошибки расчета. Дело в том, что измерение коэффициентов перекрестной диффузии очень трудоемко и требует точного экспериментального оборудования. Полученные данные имели большую погрешность, что и повлияло на последующие вычисления.
 
«Никто не ожидал, что наше исследование поднимет ряд вопросов, связанных непосредственно с проведением эксперимента. Ведь над ним трудится большой коллектив ученых из разных стран, а эксперименты проводятся на МКС. Благодаря общим усилиям мы смогли выявить проблемные стороны эксперимента», — подчеркнула Софья Козлова.
 
Результаты преобразований коэффициентов диффузии тройных смесей могут быть сопоставлены с выводами, полученными другими научными группами на основе альтернативных методик измерения. Их можно будет использовать для тестирования и уточнения моделей смесей на основе широко распространенного в настоящее время метода молекулярной динамики. Результаты исследований поведения многокомпонентных смесей востребованы в таких сферах промышленности как топливная энергетика, добыча полезных ископаемых, системы охлаждения. В целом они необходимы для расчетов процессов конвекции, термодиффузии, любых явлений переноса тепла и масс.
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Похожие новости

  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    1088
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    295
  • 10/04/2019

    Красноярские ученые открыли новый материал для белых светодиодов

    ​Российско-китайская группа ученых обнаружила и описала новое соединение для производства белых светодиодов, способных оптимизировать процесс выращивания сельскохозяйственных растений. Статья опубликована в Chemical Engineering Journal.
    331
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    961
  • 21/04/2017

    Красноярские физики получили нанодисперсные порошки для создания аккумуляторов водорода

    Ученые Сибирского федерального университета и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН разработали технологию синтеза нанодисперсных порошков магния, которые могут стать перспективным материалом для изготовления аккумуляторов водорода для автомобильного транспорта.
    1547
  • 19/12/2017

    Красноярские ученые обнаружили новый механизм транспорта ионов в нанопорах мембран с проводящей поверхностью

    ​Ученые Института вычислительного моделирования Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Сибирского федерального университета открыли новый механизм транспорта ионов через нанопористые мембраны с проводящей поверхностью.
    1231
  • 17/04/2019

    Российские ученые создали «умные» керамические фильтры для промышленности

    ​Российские ученые создали нанокомпозитный материал, который улучшит свойства мембран из электропроводной керамики и электрохимических датчиков. Такие мембраны смогут выборочно выделять и пропускать одни ионы и "отвергать" другие, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ).
    314
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    906
  • 05/01/2017

    Егор Задереев: научные итоги 2016 года в Красноярске

    ​Ученый и популяризатор науки Егор Задереев подводит традиционные научные итоги года в Красноярске. Премии года Для анализа я использую базу данных научных публикаций Web of Science — самый строгий и признанный во всём мире фильтр качества.
    1952
  • 19/01/2019

    Илья Рыжков: «Мы одни из первых в России начали создавать мембраны, управляемые электрическим полем»

    Красноярский край — один из самых индустриально развитых регионов России. Благодаря уникальным природным ресурсам в крае преобладают такие отрасли промышленности, как цветная металлургия, электроэнергетика, деревообработка и химическая промышленность.
    722