რებინდერის თეორიის ეტაპები. გარე და შიდა რებინდერის ეფექტები

ეს არის სიძლიერის ადსორბციული დაქვეითება - მყარი ნივთიერებების მექანიკური თვისებების ცვლილება ფიზიკურ-ქიმიური პროცესების გამო, რაც იწვევს სხეულის ზედაპირის (ინტერფაციური) ენერგიის შემცირებას. კრისტალური მყარის შემთხვევაში, ზედაპირის ენერგიის შემცირების გარდა, რეჰბინდერის ეფექტის გამოვლინებისთვის ასევე მნიშვნელოვანია, რომ კრისტალს ჰქონდეს ბზარების გაჩენისთვის აუცილებელი სტრუქტურული დეფექტები, რომლებიც შემდეგ მრავლდება გარემოს გავლენის ქვეშ. . პოლიკრისტალურ მყარ სხეულებში ასეთი დეფექტებია მარცვლის საზღვრები:350. იგი გამოიხატება სიმტკიცის დაქვეითებაში და მტვრევადობის წარმოქმნაში, გამძლეობის დაქვეითებაში და დისპერსიის გაადვილებაში. იმისათვის, რომ მოხდეს რებინდერის ეფექტი, აუცილებელია შემდეგი პირობები:

• მყარი სხეულის შეხება თხევად გარემოსთან
• დაძაბულობის დაძაბულობის არსებობა

ძირითადი მახასიათებლები, რომლებიც განასხვავებს რეჰბინდერის ეფექტს სხვა ფენომენებისგან, როგორიცაა კოროზია და დაშლა, არის შემდეგი: 337:

• სწრაფი გამოჩენა - ორგანიზმის გარემოსთან კონტაქტისთანავე
• ნივთიერების მწირი მოცულობის საკმარისი რაოდენობა, რომელიც მოქმედებს მყარზე, მაგრამ მხოლოდ თანმხლები მექანიკური მოქმედებით
• სხეულის დაბრუნება საწყის მახასიათებლებზე გარემოს მოცილების შემდეგ

რებინდერის ეფექტის მაგალითები

დაწერეთ მიმოხილვა სტატიაზე "რებინდერის ეფექტი"

შენიშვნები

ლიტერატურა

• გეცოვი გ.გ.წვეთი ამოაქვს ქვას // ქიმია და სიცოცხლე. - 1972. - No3. - S. 14-16.
• S. V. Grachev, V. R. Baraz, A. A. Bogatov, V. P. Shveikin. "ფიზიკური მასალების მეცნიერება"

ბმულები

• YouTube-ზე

ნაწყვეტი, რომელიც ახასიათებს რებინდერის ეფექტს

– „ჩვენი დედაქალაქის დედაქალაქ მოსკოვში.
მტერი დიდი ძალებით შევიდა რუსეთის საზღვრებში. ის აპირებს ჩვენი ძვირფასი სამშობლოს დანგრევას, ”- გულმოდგინედ წაიკითხა სონია მისი თხელი ხმით. გრაფი, თვალები დახუჭა, უსმენდა, ზოგან იმპულსურად კვნესოდა.
ნატაშა გაშლილი იჯდა, ეძებდა და პირდაპირ უყურებდა ჯერ მამას, შემდეგ პიერს.
პიერმა იგრძნო მისი თვალები და ცდილობდა უკან არ მოეხედა. გრაფინია მანიფესტის ყოველ საზეიმო გამოთქმაზე უკმაყოფილოდ და ბრაზით ქნევდა თავს. ყველა ამ სიტყვებში მხოლოდ ის ხედავდა, რომ შვილს საშიშროება მალე არ დასრულებულა. შინშინი, პირი დამცინავი ღიმილით დაკეცა, აშკარად მოემზადა დასცინოდა იმას, რაც პირველს დასცინოდნენ: სონიას კითხვაზე, რას იტყოდა გრაფი, თუნდაც ძალიან მიმზიდველი, თუ უკეთესი საბაბი არ იყო.
წაიკითხა რა საფრთხეების შესახებ, რომელიც ემუქრება რუსეთს, სუვერენის მიერ მოსკოვზე და განსაკუთრებით ცნობილ თავადაზნაურობაზე დამყარებული იმედების შესახებ, სონია, აკანკალებული ხმით, რომელიც ძირითადად მომდინარეობდა ყურადღებით, რომლითაც მას უსმენდნენ, წაიკითხა ბოლო სიტყვები: „ჩვენ თვითონ არ მოგერიდებათ დავდგეთ ჩვენს ხალხს შორის ამ დედაქალაქში და ჩვენი ადგილების სხვა შტატებში კონფერენციისთვის და ყველა ჩვენი მილიციის ხელმძღვანელობისთვის, როგორც ახლა ბლოკავს მტრის გზას და ისევ მოვაწყობთ მის დამარცხებას, სადაც არ უნდა იყოს. როგორც ჩანს. დაე, ის ნგრევა, რომელზედაც ის წარმოიდგენს ჩვენს ჩამოგდებას თავის თავზე, და მონობისაგან განთავისუფლებულმა ევროპას განადიდოს რუსეთის სახელი!
- Ის არის! შესძახა გრაფმა, სველი თვალები გაახილა და რამდენჯერმე შეწყვიტა ჩახშობა, თითქოს ცხვირთან მიიტანეს ძლიერი ძმარმჟავა მარილის კოლბა. ”უბრალოდ მითხარი, ბატონო, ჩვენ ყველაფერს გავწირავთ და არაფერს ვინანებთ”.
შინშინს ჯერ არ ჰქონდა დრო, ეთქვა გრაფის პატრიოტიზმზე მომზადებული ხუმრობა, როცა ნატაშა ადგილიდან წამოხტა და მამასთან მივარდა.
- რა ხიბლია, ეს მამა! თქვა მან, აკოცა და კვლავ შეხედა პიერს იმ უგონო კოკეტით, რომელიც მას დაუბრუნდა მის ანიმაციასთან ერთად.
- რა პატრიოტულია! თქვა შინშინმა.
”სულაც არ არის პატრიოტი, მაგრამ უბრალოდ…” უპასუხა ნატაშამ განაწყენებულმა. ყველაფერი სასაცილოა შენთვის, მაგრამ ეს სულაც არ არის ხუმრობა ...
- რა ხუმრობები! გაიმეორა გრაფმა. - უბრალოდ თქვი სიტყვა, ჩვენ ყველანი წავალთ... ჩვენ არ ვართ რაღაცნაირი გერმანელები...
- შენიშნეთ, - თქვა პიერმა, - რომ მან თქვა: "შეხვედრისთვის".
”კარგი, რაც არ უნდა იყოს…
ამ დროს პეტია, რომელსაც არავინ აქცევდა ყურადღებას, მივიდა მამასთან და გაწითლებულმა, გატეხილი ხმით, ახლა უხეში, ახლა გამხდარი, თქვა:
”კარგი, ახლა, მამა, მე ვიტყვი გადამწყვეტად - და დედაც, როგორც გინდათ, - გადამწყვეტად ვიტყვი, რომ გამიშვით სამხედრო სამსახურში, რადგან არ შემიძლია ... ეს ყველაფერია ...
გრაფინიამ საშინლად ასწია თვალები ზეცისკენ, ხელები მოხვია და გაბრაზებული მიუბრუნდა ქმარს.
- აი საქმე! - მან თქვა.
მაგრამ გრაფი იმავე წამს გამოჯანმრთელდა მღელვარებისგან.
”კარგი, კარგი,” თქვა მან. "აი კიდევ ერთი მეომარი!" დატოვე სისულელე: შენ უნდა ისწავლო.
”ეს არ არის სისულელე, მამა. ობოლენსკი ფედია ჩემზე უმცროსია და მიდის და რაც მთავარია, მაინც ვერაფერს ვისწავლი, როცა... - პეტია გაჩერდა, ოფლში გაწითლდა და იგივე თქვა: - როცა სამშობლოს საფრთხე ემუქრება.
- სრული, სავსე, სისულელე ...
”მაგრამ თქვენ თვითონ თქვით, რომ ჩვენ ყველაფერს გავწირავთ.
- პეტია, გეუბნები, გაჩუმდი, - დაიყვირა გრაფმა და გადახედა თავის ცოლს, რომელიც ფერმკრთალმა შეხედა უმცროს შვილს.
- Მე შენ გეუბნები. ასე რომ, პიოტრ კირილოვიჩი იტყვის ...
- გეუბნები - სისულელეა, რძე ჯერ არ დამშრალა, მაგრამ სამხედრო სამსახური უნდა! კარგი, კარგი, გეუბნები, - და გრაფმა, თან წაიღო საბუთები, ალბათ, რომ ისევ კაბინეტში წაეკითხა დასვენებამდე, ოთახიდან გავიდა.
- პიოტრ კირილოვიჩ, კარგი, მოდი ვიწუწუნოთ...
პიერი დაბნეული და გაურკვეველი იყო. ნატაშას უჩვეულოდ ბრწყინვალე და ცოცხალი თვალები განუწყვეტლივ, უფრო მეტად, ვიდრე სიყვარულით მიმართა მას, ამ მდგომარეობამდე მიიყვანა.
-არა მგონი სახლში მივდივარ...
-როგორც სახლში,მაგრამ შენ გინდოდა საღამოს გატარება ჩვენთან...და მერე იშვიათად იწყებდნენ სტუმრობას. და ეს ჩემია ... - კეთილსინდისიერად თქვა გრაფმა და ნატაშაზე მიუთითა, - მხოლოდ შენთანაა მხიარული ...
”დიახ, დამავიწყდა ... მე აუცილებლად უნდა წავიდე სახლში ... რამ ...” თქვა პიერმა ნაჩქარევად.
- კარგი, ნახვამდის, - თქვა გრაფმა და ოთახი მთლიანად დატოვა.
- Რატომ მიდიხარ? Რატომ ხარ ნაწყენი? რატომ? .. - ჰკითხა ნატაშამ პიერს, გამომწვევად შეხედა თვალებში.

ქიმიური პროცესების მოქმედების გარდა, რომლებიც გავლენას ახდენენ ზედაპირის თვისებებზე და მყარ სხეულებს შორის ხახუნის ურთიერთქმედებას, არსებობს ღია და შესწავლილი P.A. Rebinder არის მსგავსი ლუბრიკანტი, ლუბრიკანტის წმინდა მოლეკულური ურთიერთქმედების გამო მყარ ზედაპირებთან, რომელსაც ეწოდება "რებინდერის ეფექტი".

რეალურ მყარ ნაწილებს აქვთ როგორც ზედაპირული, ასევე შიდა სტრუქტურული დეფექტები. როგორც წესი, ასეთ დეფექტებს აქვთ ზედმეტი თავისუფალი ენერგია. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების (სურფაქტანტების) მოლეკულების ფიზიკური ადსორბციის გამო ხდება მათი დაშვების ადგილებში მყარი ნივთიერების თავისუფალი ზედაპირის ენერგიის დონის დაქვეითება. ეს ამცირებს ზედაპირზე მოხვედრილი დისლოკაციების სამუშაო ფუნქციას. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები შეაღწევენ ბზარებში და მარცვლოვან სივრცეში, ახდენენ მექანიკურ ზემოქმედებას მათ კედლებზე და, მათ ერთმანეთისგან შორს უბიძგებენ, იწვევს მასალის მყიფე ბზარს და კონტაქტური სხეულების სიძლიერის დაქვეითებას. და თუ ასეთი პროცესები ვითარდება მხოლოდ კონტაქტური სხეულების გამონაყარზე, რაც ამცირებს ამ მასალის დარღვევის ათვლის წინააღმდეგობას, მაშინ ზოგადად ეს პროცესი იწვევს ზედაპირის გასწორებას, სპეციფიური წნევის დაქვეითებას საკონტაქტო ზონაში და, ზოგადად,

ხახუნის შემცირება და ცვეთის ცვეთა. მაგრამ თუ ნორმალური ხახუნის დატვირთვები მნიშვნელოვნად იზრდება, მაღალი სპეციფიკური წნევა ვრცელდება მთელ კონტურზე, მასალის დარბილება ხდება ზედაპირის დიდ ფართობზე და უკვე იწვევს მის ძალიან სწრაფ განადგურებას.

Rebinder ეფექტი ფართოდ გამოიყენება როგორც საპოხი მასალების შემუშავებაში (ამისთვის საპოხი მასში შეჰყავთ სპეციალური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები), ასევე მანქანების ნაწილების წარმოებაში მასალის დეფორმაციისა და დამუშავების გასაადვილებლად (ამისთვის სპეციალური ლუბრიკანტები და ემულსიები გამოიყენება საჭრელი სითხეების ფორმა).

Rebinder ეფექტის გამოვლინება ხდება მრავალფეროვან მასალებზე. ეს არის ლითონები, ქანები, მინა, მანქანებისა და აღჭურვილობის ელემენტები. სიძლიერის დაქვეითების გამომწვევი საშუალება შეიძლება იყოს აირისებრი ან თხევადი. ხშირად, გამდნარ ლითონებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები. მაგალითად, უბრალო საკისრის დნობის დროს გამოთავისუფლებული სპილენძი ხდება ფოლადის ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება. ვაგონის ღერძების ბზარებში და კრისტალურ სივრცეში შეღწევისას ეს პროცესი იწვევს ღერძების მყიფე მოტეხილობას და სატრანსპორტო ავარიების მიზეზს.

პროცესის ბუნებაზე სათანადო ყურადღების მიქცევის გარეშე, ჩვენ ხშირად ვხვდებოდით მაგალითებს, როდესაც ამიაკი იწვევს სპილენძის ნაწილების გახეთქვას, წვის აირები მკვეთრად აჩქარებს ტურბინის პირების განადგურებას, გამდნარი მაგნიუმის ქლორიდი დესტრუქციულად მოქმედებს მაღალი სიმტკიცის უჟანგავი ფოლადებზე და სხვა რიგზე. . ამ ფენომენების ბუნების ცოდნა ხსნის შესაძლებლობებს აცვიათ წინააღმდეგობის გაზრდის და მანქანებისა და აღჭურვილობის კრიტიკული ნაწილების და კომპონენტების განადგურების საკითხების გადასაჭრელად და რებინდერის ეფექტის სათანადო გამოყენებით, გადამამუშავებელი აღჭურვილობის პროდუქტიულობისა და ეფექტურობის გაზრდის მიზნით. ხახუნის წყვილების გამოყენების, ე.ი. ენერგიის დაზოგვის მიზნით.

დატენიანების ფენომენი გათვალისწინებული იყო სისტემის წონასწორობის მდგომარეობისთვის. წყალსაცავის პირობებში შეინიშნება არასტაბილური პროცესები, რომლებიც ხდება ინტერფეისზე. ნავთობის წყლის გადაადგილების გამო წარმოიქმნება მოძრავი სამფაზიანი დამატენიანებელი პერიმეტრი. კონტაქტის კუთხე იცვლება სითხის მოძრაობის სიჩქარისა და მიმართულების მიხედვით (თხევადი მენისკი, სურ. 5.5) არხებსა და ბზარებში.

ნახაზი 5.5 - კონტაქტის კუთხის ცვლილების სქემა კაპილარულ არხში მენისკის მოძრაობის მიმართულების შეცვლისას:  1 - წინსვლა,  2 - შებრუნებული კონტაქტის კუთხეები, როდესაც წყალ-ზეთის მენისკი მოძრაობს ცილინდრულ არხში ჰიდროფილური ზედაპირით ( - სტატიკური კონტაქტის კუთხე)

კინეტიკური დამსველებელი ჰისტერეზიმყარ ზედაპირის გასწვრივ გადაადგილებისას დამასველებელი კუთხის ცვლილებას ჩვეულებრივ უწოდებენ სამფაზიან დამსველებელ პერიმეტრს. ჰისტერეზის რაოდენობა დამოკიდებულია:

დამსველებელი პერიმეტრის მოძრაობის მიმართულებიდან, ე.ი. ნავთობის გადაადგილება წყლის მყარი ზედაპირიდან ზეთით თუ ზეთი წყლით;

სამფაზიანი ინტერფეისის გადაადგილების სიჩქარე მყარ ზედაპირზე;

მყარი ზედაპირის უხეშობა;

ადსორბცია ნივთიერებების ზედაპირზე.

ჰისტერეზის ფენომენი ძირითადად უხეში ზედაპირებზე ხდება და მოლეკულური ხასიათისაა. გაპრიალებულ ზედაპირებზე ჰისტერეზი სუსტად ვლინდება.

5.6 ზედაპირული სითხის თვისებები

ზედაპირის ფენის აგებულების შესახებ სხვადასხვა ვარაუდი არსებობს.

ბევრი მკვლევარი, რომელიც სწავლობს თხელი თხევადი ფენების სტრუქტურასა და სისქეს, აკავშირებს კედელთან ახლოს ფენების წარმოქმნას მოლეკულების პოლარიზაციას და მათ ორიენტაციას მყარი ზედაპირიდან სითხის შიდა რეგიონებში სოლვატური ფენების წარმოქმნით.

ფორმირების ქანებთან კონტაქტში მყოფ ნავთობის ფენებს აქვთ განსაკუთრებით რთული სტრუქტურა, რადგან ზედაპირული აქტიური ნივთიერებების ურთიერთქმედება მინერალებთან ძალიან მრავალფეროვანია.

აღინიშნა, მაგალითად, რომ ფლოტაციის ტექნოლოგიაში გამოყენებული რეაგენტები შეიძლება დაფიქსირდეს მინერალურ ზედაპირზე, როგორც ჩვეულებრივი სამგანზომილებიანი ფირების სახით, რომლებიც ქმნიან დამოუკიდებელ ფაზას მინერალური ნაწილაკების ზედაპირზე, ასევე ზედაპირული ნაერთების სახით. რომლებსაც არ გააჩნიათ კონკრეტული შემადგენლობა და არ ქმნიან ცალკეულ დამოუკიდებელ ფაზას.

დაბოლოს, რეაგენტები შეიძლება კონცენტრირებული იყოს ელექტრული ორმაგი ფენის დიფუზიურ ნაწილში, ვიდრე თავად ინტერფეისზე.

ზედაპირულად აქტიური კომპონენტები, როგორც ჩანს, ყოველთვის კონცენტრირებულია არა მხოლოდ ზედაპირზე, არამედ სამგანზომილებიან მოცულობაში ინტერფეისის მახლობლად.

ბევრმა მკვლევარმა სცადა გაეზომა მყარ სხეულებზე სხვადასხვა სითხეების ფირის სისქე. ასე, მაგალითად, B.V. Deryagin-ისა და M.M. Kusakov-ის გაზომვების შედეგების მიხედვით, სხვადასხვა მყარ ბრტყელ ზედაპირზე მარილების წყალხსნარის დამატენიანებელი ფენების სისქე დაახლოებით 10-5 სმ (100 ნმ). ეს ფენები განსხვავდება დანარჩენი სითხისგან სტრუქტურით და მექანიკური თვისებებით - ათვლის ელასტიურობით და გაზრდილი სიბლანტე. დადგენილია, რომ ზედაპირულ ფენაში სითხის თვისებებიც იცვლება მისი შეკუმშვის გამო. მაგალითად, სილიკა-გელით ადსორბირებული წყლის სიმკვრივე ზოგიერთი გაზომვის მიხედვით არის 1027-1285 კგ/მ 3.

ნავთობის რეზერვუარის ფაზებზე ადსორბციას და მასთან დაკავშირებულ სოლვატის გარსებს ასევე აქვთ განსაკუთრებული თვისებები. ზეთის ზოგიერთ კომპონენტს შეუძლია შექმნას გელის მსგავსი სტრუქტურირებული ადსორბციული ფენები (არაჩვეულებრივი - ანომალიური თვისებებით) მაღალი სტრუქტურული სიბლანტით, ხოლო ადსორბციული ფენის გაჯერების მაღალი ხარისხით - ელასტიურობით და მექანიკური ათვლის სიძლიერით.

კვლევებმა აჩვენა, რომ ზედაპირული ფენების შემადგენლობა ნავთობ-წყლის ინტერფეისზე მოიცავს ნაფთენურ მჟავებს, დაბალმოლეკულურ ფისებს, მაღალი მოლეკულური წონის ფისების და ასფალტენების კოლოიდურ ნაწილაკებს, პარაფინის მიკროკრისტალებს, აგრეთვე მინერალური და ნახშირბადოვანი სუსპენზიების ნაწილაკებს. ვარაუდობენ, რომ ზედაპირული ფენა ნავთობისა და წყლის ინტერფეისზე წარმოიქმნება მინერალური და ნახშირბადის ნაწილაკების, აგრეთვე პარაფინის მიკროკრისტალების დაგროვების შედეგად, მათი ზედაპირის ჰიდროფილური უბნების შერჩევითი დატენიანების გავლენის ქვეშ წყლის ფაზაში. ასფალტ-ფისოვანი ნივთიერებები, რომლებიც შეიწოვება იმავე ინტერფეისზე, გადადიან გელის მსგავს მდგომარეობაში, ცემენტებენ პარაფინისა და მინერალების ნაწილაკებს ერთ მონოლითურ ფენად. ზედაპირის ფენა კიდევ უფრო სქელდება ზეთის ფაზის მხრიდან ასფალტ-ფისოვანი ნივთიერებების გელების ხსნარის გამო.

ზედაპირული ფენების განსაკუთრებული სტრუქტურული და მექანიკური თვისებები განსაზღვრავს სხვადასხვა სისტემის სტაბილიზაციას და, კერძოდ, ზოგიერთი ზეთი-წყლის ემულსიის მაღალ სტაბილურობას.

ადსორბციული ფენების არსებობა ნარჩენ წყალ-ზეთოვან მონაკვეთზე, როგორც ჩანს, ასევე გარკვეულ შემაფერხებელ გავლენას ახდენს ნარჩენ წყლებთან ფორმირებაში შეყვანილი წყლის შერევის პროცესებზე.

5.7 წვრილი თხევადი ფენების შეკვრის მოქმედება.

დერიაგინის ექსპერიმენტები. რებინდერის ეფექტი

სითხეს, რომელიც ატენიანებს თხელ ნაპრალებს, შეუძლია სოლის როლი შეასრულოს და გაშალოს მისი კედლები, ე.ი. სითხის თხელ ფენებს აქვს სველი ეფექტი 2 . თხელი ფენების ეს თვისება ვლინდება მაშინაც, როცა სითხეში ჩაძირული მყარი ზედაპირები ერთმანეთს უახლოვდება. B.V. Deryagin-ის კვლევების თანახმად, სველი ეფექტი ხდება იმ პირობით, რომ ფენის სისქე თ ბზარის ზედაპირების გაფართოების სითხე გარკვეულ მნიშვნელობაზე ნაკლებია თ კრ. ზე თ > თ კრშეკვრის მოქმედება არის ნული და ზე თ < თ კრის იზრდება თხევადი ფენის სისქის შემცირებით, ანუ მომენტიდან თ ≤ თ კრნაწილაკების ზედაპირების ერთმანეთთან დასაახლოებლად, მათზე გარე დატვირთვა უნდა იქნას გამოყენებული.

ფაქტორები, რომლებიც ქმნიან შეკვრის მოქმედებას, არის იონ-ელექტროსტატიკური წარმოშობის ძალები და პოლარული სითხეების აგრეგაციის განსაკუთრებული მდგომარეობა სასაზღვრო ზედაპირებთან.

ადრე აღვნიშნეთ, რომ სოლვატის ფენის თვისებები მყარი მასალის ზედაპირზე მკვეთრად განსხვავდება დანარჩენი სითხის თვისებებისგან. ეს (სოლვატი) ფენა შეიძლება ჩაითვალოს სპეციალურ სასაზღვრო ფაზად. ამიტომ, როდესაც ნაწილაკები ერთმანეთს უახლოვდებიან სოლვატის ფენების ორმაგ სისქეზე მცირე დისტანციებზე, ნაწილაკებზე უნდა იქნას გამოყენებული გარე დატვირთვა.

იონურ-ელექტროსტატიკური წარმოშობის დაშლილი წნევა წარმოიქმნება იონების კონცენტრაციის ცვლილების გამო ნაწილაკებს ჰყოფს ფენაში და მათ მიმდებარე ხსნარში.

ექსპერიმენტის შედეგების მიხედვით, სველი ეფექტი უფრო დიდია, რაც უფრო ძლიერია კავშირი სითხესა და მყარის ზედაპირებს შორის. მისი გაძლიერება შესაძლებელია სითხეში სურფაქტანტების შეყვანით, რომლებიც კარგად შეიწოვება მყარი ზედაპირის მიერ. ამ ფენომენს ეფუძნება რებინდერის ეფექტი. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ სურფაქტანტების მცირე რაოდენობა იწვევს მყარი ნივთიერების მექანიკური თვისებების მკვეთრ გაუარესებას. მყარი ნივთიერებების ადსორბციის შემცირება დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე. ის იზრდება, თუ სხეული ექვემდებარება დაჭიმვის ძალებს და თუ სითხე კარგად ასველებს ზედაპირს.

ადსორბციის სიძლიერის შემცირების ეფექტი გამოიყენება ჭაბურღილის ბურღვისას. საბურღი სითხეების სახით სპეციალურად შერჩეული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების შემცველი ხსნარების გამოყენებისას შესამჩნევად გაადვილებულია მძიმე ქანების ბურღვა.

პიოტრ ალექსანდროვიჩ რებინდერი (03.X.1898-12.VII.1972), საბჭოთა ფიზიკოსი, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი 1946 წლიდან (კორესპონდენტი 1933 წლიდან), დაიბადა ქ. დაამთავრა მოსკოვის უნივერსიტეტის ფიზიკა-მათემატიკის ფაკულტეტი (1924). 1922-1932 წლებში. მუშაობდა სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკისა და ბიოფიზიკის ინსტიტუტში და პარალელურად (1923-1941 წლებში) - მოსკოვის სახელმწიფო პედაგოგიურ ინსტიტუტში. კ.ლიბკნეხტი (1923 წლიდან - პროფესორი), 1935 წლიდან - სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის კოლოიდური ელექტროქიმიური ინსტიტუტის (1945 წლიდან - ფიზიკური ქიმიის ინსტიტუტი) დისპერსიული სისტემების განყოფილების გამგე, 1942 წლიდან - განყოფილების გამგე. კოლოიდური ქიმია მოსკოვის უნივერსიტეტში.

რეჰბინდერის ნაშრომები ეძღვნება დისპერსიული სისტემებისა და ზედაპირული ფენომენების ფიზიკურ ქიმიას. 1928 წელს მეცნიერმა აღმოაჩინა მყარი ნივთიერებების სიძლიერის შემცირების ფენომენი მათზე გარემოს შექცევადი ფიზიკური და ქიმიური ზემოქმედების გამო (რეჰბინდერის ეფექტი) და 1930-1940 წლებში. შეიმუშავა გზები ძალიან მძიმე და რთულად დასამუშავებელი მასალების დამუშავების გასაადვილებლად.

მან აღმოაჩინა ლითონის ერთკრისტალების პლასტიფიკაციის ელექტროკაპილარული ეფექტი ცოცვის დროს მათი ზედაპირის პოლარიზაციის დროს ელექტროლიტების ხსნარებში, შეისწავლა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების წყალხსნარის თვისებები, ადსორბციული ფენების გავლენა დისპერსიული სისტემების თვისებებზე, გამოავლინა (1935-1940) ძირითადი ნიმუშები. ქაფებისა და ემულსიების წარმოქმნა და სტაბილიზაცია, აგრეთვე ემულსიებში ფაზის შებრუნების პროცესი.

მეცნიერმა დაადგინა, რომ სარეცხი მოქმედება მოიცავს კოლოიდური-ქიმიური პროცესების კომპლექსურ კომპლექტს. რებინდერმა შეისწავლა ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების მიცელების ფორმირებისა და სტრუქტურის პროცესები, შეიმუშავა იდეები ლიოფობიური შიდა ბირთვის მქონე საპნების თერმოდინამიკურად სტაბილური მიცელების შესახებ ლიოფობიურ გარემოში. მეცნიერმა აირჩია და დაასაბუთა ოპტიმალური პარამეტრები დისპერსიული სისტემების რეოლოგიური თვისებების დასახასიათებლად და შესთავაზა მათი განსაზღვრის მეთოდები.

1956 წელს მეცნიერმა აღმოაჩინა ლითონების ადსორბციის შემცირების ფენომენი ლითონის დნობის მოქმედებით. 1950-იან წლებში მეცნიერებმა შექმნეს მეცნიერების ახალი დარგი - ფიზიკური და ქიმიური მექანიკა. როგორც თავად რეჰბინდერი წერდა: ”ფიზიკური და ქიმიური მექანიკის საბოლოო ამოცანაა შექმნას მეცნიერული საფუძვლები მყარი და სისტემები მოცემული სტრუქტურისა და მექანიკური თვისებების მისაღებად. ამრიგად, ამ სფეროს ამოცანაა შექმნას ოპტიმალურად მიმართული ტექნოლოგია თანამედროვე ტექნოლოგიების არსებითად ყველა სამშენებლო და კონსტრუქციული მასალის - ბეტონის, ლითონებისა და შენადნობების, განსაკუთრებით თბოგამძლე, კერამიკისა და კერმეტების, რეზინის, პლასტმასის წარმოებისა და დამუშავებისთვის. ლუბრიკანტები.

1958 წლიდან რებინდერი იყო სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის სამეცნიერო საბჭოს თავმჯდომარე ფიზიკური და ქიმიური მექანიკისა და კოლოიდური ქიმიის პრობლემებზე, შემდეგ (1967 წლიდან) სსრკ ეროვნული კომიტეტის თავმჯდომარე ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების საერთაშორისო კომიტეტთან. 1968-1972 წლებში იყო ჟურნალის Colloid Journal-ის მთავარი რედაქტორი. მეცნიერს მიენიჭა ლენინის ორი ორდენი, ჰქონდა სოციალისტური შრომის გმირის წოდება (1968), სსრკ სახელმწიფო პრემიის ლაურეატი (1942).

რეჰბინდერის ეფექტი, ადსორბციის ეფექტი მცირდება მყარი ნივთიერებების სიძლიერეზე, ხელს უწყობს მყარი ნივთიერებების დეფორმაციას და განადგურებას გარემოს შექცევადი ფიზიკური და ქიმიური ეფექტების გამო. აღმოაჩინა P. A. Rebinder-მა (1928) კალციტის და ქვის მარილის კრისტალების მექანიკური თვისებების შესწავლისას. შესაძლებელია, როდესაც დაძაბულ მდგომარეობაში მყოფი მყარი სხეული შედის კონტაქტში თხევად (ან აირისებრ) ადსორბციულ აქტიურ გარემოსთან. რეჰბინდერის ეფექტი ძალიან უნივერსალურია - ის შეინიშნება მყარ ლითონებში, იონურ, კოვალენტურ და მოლეკულურ მონო- და პოლიკრისტალურ სხეულებში, მინებსა და პოლიმერებში, ნაწილობრივ კრისტალიზებული და ამორფული, ფოროვანი და მყარი. რებინდერის ეფექტის გამოვლენის მთავარი პირობაა ქიმიური შემადგენლობისა და სტრუქტურის მიხედვით შეხების ფაზების (მყარი და საშუალო) დაკავშირებული ბუნება. ეფექტის გამოვლინების ფორმა და ხარისხი დამოკიდებულია მომიჯნავე ფაზების ატომთაშორისი (ინტერმოლეკულური) ურთიერთქმედების ინტენსივობაზე, დაძაბულობის სიდიდესა და ტიპზე (საჭიროა დაძაბულობის დაძაბულობა), დაძაბულობის სიჩქარესა და ტემპერატურაზე. არსებით როლს ასრულებს სხეულის რეალური სტრუქტურა - დისლოკაციები, ბზარები, უცხო ჩანართები და ა.შ. რებინდერის ეფექტის გამოვლინების დამახასიათებელი ფორმაა სიძლიერის მრავალჯერადი ვარდნა, მყარი სხეულის მყიფეობის მატება. , და მისი გამძლეობის შემცირება. ამრიგად, ვერცხლისწყლით დასველებული თუთიის ფირფიტა არ იხრება დატვირთვის ქვეშ, არამედ მტვრევად იშლება. მანიფესტაციის კიდევ ერთი ფორმაა გარემოს პლასტიზირების ეფექტი მყარ მასალებზე, მაგალითად, წყალი თაბაშირზე, ორგანული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები მეტალებზე და ა.შ. გარემოს გავლენის ქვეშ მყარი სხეულის თავისუფალი ზედაპირის ენერგიის შემცირების შედეგი. ეფექტის მოლეკულური ბუნება მდგომარეობს იმაში, რომ ხელი შეუწყოს ინტერმოლეკულური (ინტერატომური, იონური) ობლიგაციების დაშლას და გადაწყობას მყარში, ადსორბციით აქტიური და, ამავე დროს, საკმარისად მოძრავი უცხო მოლეკულების (ატომები, იონები) თანდასწრებით.

ტექნიკური გამოყენების ყველაზე მნიშვნელოვანი სფეროებია სხვადასხვა (განსაკუთრებით მძიმე და ძნელად დასამუშავებელი) მასალების მექანიკური დამუშავების ხელშეწყობა და გაუმჯობესება, ხახუნის და ცვეთის პროცესების რეგულირება საპოხი მასალების გამოყენებით, დამსხვრეული (ფხვნილი) მასალების ეფექტური წარმოება, მყარი და მასალების წარმოება მოცემული დისპერსიული სტრუქტურით და მექანიკური და სხვა თვისებების საჭირო კომბინაციით დაშლა და შემდგომი დატკეპნა შიდა დაძაბულობის გარეშე. ადსორბციით აქტიურმა გარემომ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი ზიანი, მაგალითად, შეამციროს მანქანის ნაწილებისა და მასალების სიმტკიცე და გამძლეობა ექსპლუატაციის პირობებში. ამ შემთხვევებში რეჰბინდერის ეფექტის გამოვლენის ხელშემწყობი ფაქტორების აღმოფხვრა შესაძლებელს ხდის მასალების დაცვას არასასურველი გარემო ზემოქმედებისგან.

ყველაზე ძლიერ სხეულებსაც კი აქვთ დიდი რაოდენობით დეფექტები, რაც ასუსტებს მათ წინააღმდეგობას დატვირთვის მიმართ და მათ ნაკლებად გამძლეს ხდის, ვიდრე თეორია წინასწარმეტყველებს. მყარი სხეულის მექანიკური განადგურების დროს პროცესი იწყება მიკროდეფექტების ადგილიდან. დატვირთვის ზრდა იწვევს დეფექტის ადგილზე მიკრობზარების განვითარებას. თუმცა, დატვირთვის მოხსნა იწვევს თავდაპირველი სტრუქტურის აღდგენას: მიკრობზარის სიგანე ხშირად არასაკმარისია მოლეკულური (ინტერატომური) ურთიერთქმედების ძალების სრულად დასაძლევად. დატვირთვის შემცირება იწვევს მიკრობზარის „შეკუმშვას“, მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების ძალები თითქმის მთლიანად აღდგება, ბზარი ქრება. საქმე ისაა, რომ ბზარის წარმოქმნა არის მყარი სხეულის ახალი ზედაპირის წარმოქმნა და ასეთი პროცესი მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას, რომელიც ტოლია ზედაპირული დაძაბულობის ენერგიის გამრავლებული ამ ზედაპირის ფართობზე. დატვირთვის შემცირება იწვევს ბზარების „გამკაცრებას“, ვინაიდან სისტემა მიდრეკილია შეამციროს მასში დაგროვილი ენერგია. ამიტომ, მყარი ნივთიერების წარმატებული განადგურებისთვის საჭიროა მიღებული ზედაპირის დაფარვა სპეციალური ნივთიერებით, რომელსაც ეწოდება ზედაპირული მოქმედება, რაც შეამცირებს მოლეკულური ძალების დაძლევის მუშაობას ახალი ზედაპირის ფორმირებაში. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები შეაღწევენ მიკრობზარებში, ფარავს მათ ზედაპირებს მხოლოდ ერთი მოლეკულის სისქის ფენით (რაც განსაზღვრავს ამ ნივთიერებების დანამატების ძალიან მცირე რაოდენობით გამოყენების შესაძლებლობას), ხელს უშლის "კოლაფსის" პროცესს, ხელს უშლის მოლეკულური ურთიერთქმედების განახლებას.

სურფაქტანტები გარკვეულ პირობებში ხელს უწყობენ მყარი ნივთიერებების დაფქვას. მყარი ნივთიერებების ძალიან წვრილი (კოლოიდური ნაწილაკების ზომამდე) დაფქვა საერთოდ არ შეიძლება განხორციელდეს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების დამატების გარეშე.

ახლა ის რჩება გვახსოვდეს, რომ მყარი სხეულის განადგურება (ანუ ახალი მიკრობზარების წარმოქმნა) იწყება ზუსტად იმ ადგილიდან, სადაც მდებარეობს ამ სხეულის სტრუქტურის დეფექტი. გარდა ამისა, დამატებული სურფაქტანტი ადსორბირებულია უპირატესად ასევე დეფექტების ადგილას - რითაც ხელს უწყობს მის ადსორბციას მომავალი მიკრობზარების კედლებზე. აი, აკადემიკოს რებინდერის სიტყვები: „ნაწილის გამოყოფა ხდება ზუსტად ამ სუსტ წერტილებზე [დეფექტების მდებარეობაზე] და, შესაბამისად, დაფქვის დროს წარმოქმნილი სხეულის წვრილი ნაწილაკები აღარ შეიცავს ამ ყველაზე საშიშ დეფექტებს. უფრო ზუსტად, სახიფათო სუსტ წერტილთან შეხვედრის ალბათობა მცირდება, რაც უფრო მცირეა მისი ზომა.

თუ რაიმე ბუნების ნამდვილი მყარი ნივთიერების დაფქვით მივაღწევთ ნაწილაკებს, რომელთა ზომები დაახლოებით იგივეა, რაც მანძილი ყველაზე საშიშ დეფექტებს შორის, მაშინ ასეთი ნაწილაკები თითქმის არ შეიცავენ საშიშ სტრუქტურულ დეფექტებს, ისინი გახდებიან ბევრად უფრო ძლიერი ვიდრე დიდი ნიმუშები. იგივე სხეული. შესაბამისად, საჭიროა მხოლოდ მყარი სხეულის დაქუცმაცება საკმარისად პატარა ნაჭრებად და ეს იგივე ბუნების, იგივე შემადგენლობის ნაჭრები იქნება ყველაზე გამძლე, თითქმის იდეალურად ძლიერი.

შემდეგ ეს ერთგვაროვანი, დეფექტების გარეშე ნაწილაკები უნდა გაერთიანდეს, მათგან დამზადდეს საჭირო ზომისა და ფორმის მყარ (მაღალი სიმტკიცის) სხეულად, ნაწილაკები უნდა აიძულონ მჭიდროდ შეფუთონ და ძალიან ძლიერად გაერთიანდნენ ერთმანეთთან. ამ გზით მიღებული სამანქანო ნაწილი ან კონსტრუქციული ნაწილი დაფქვამდე გაცილებით მტკიცე უნდა იყოს, ვიდრე ორიგინალური მასალა. ბუნებრივია, არ არის ისეთი ძლიერი, როგორც ცალკეული ნაწილაკი, რადგან ახალი დეფექტები გამოჩნდება შერწყმის ადგილებში. თუმცა, თუ ნაწილაკების შერწყმის პროცესი ოსტატურად განხორციელდება, საწყისი მასალის სიძლიერე გადააჭარბებს. ეს მოითხოვს მცირე ნაწილაკების განსაკუთრებით მკვრივ შეფუთვას, რათა მათ შორის კვლავ წარმოიქმნას მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები. ეს ჩვეულებრივ კეთდება ნაწილაკების შეკუმშვით დაჭერით და გაცხელებით. დაჭერით მიღებულ წვრილმარცვლოვან აგრეგატს აცხელებენ დნობამდე მიყვანის გარეშე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულების (ატომების) თერმული ვიბრაციების ამპლიტუდა ბროლის ბადეში. შეხების წერტილებში ორი მეზობელი ნაწილაკების რხევითი მოლეკულები უახლოვდება და ერევა კიდეც. მატულობს შეკრული ძალები, ნაწილაკები იჭიმება, თითქმის არ ტოვებს სიცარიელეს და ფორებს, ქრება საკონტაქტო წერტილების დეფექტები.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ნაწილაკები შეიძლება იყოს წებოვანი ან შედუღებული ერთმანეთზე. ამ შემთხვევაში პროცესი უნდა განხორციელდეს ისეთ რეჟიმში, რომ წებოს ან შედუღების ფენები არ შეიცავდეს დეფექტებს.

მყარი ნივთიერებების დაფქვის პროცესში ფუნდამენტური გაუმჯობესება, რეჰბინდერის ეფექტის პრაქტიკულ გამოყენებაზე დაფუძნებული, აღმოჩნდა, რომ ძალიან სასარგებლოა მრავალი ინდუსტრიისთვის. საგრძნობლად დაჩქარდა ტექნოლოგიური დაფქვის პროცესები, ხოლო ენერგიის მოხმარება მნიშვნელოვნად შემცირდა. წვრილმა დაფქვამ შესაძლებელი გახადა მრავალი ტექნოლოგიური პროცესის ჩატარება დაბალ ტემპერატურასა და წნევაზე. შედეგად მიიღეს უმაღლესი ხარისხის მასალები: ბეტონი, კერამიკული და მეტალოკერამიკული ნაწარმი, საღებავები, ფანქრის მასები, პიგმენტები, შემავსებლები და მრავალი სხვა. ხელს უწყობს ცეცხლგამძლე და სითბოს მდგრადი ფოლადების დამუშავებას.

აი, როგორ აღწერს ის თავად რებინდერის ეფექტის გამოყენების მეთოდს: „ცემენტ-ბეტონისგან დამზადებული კონსტრუქციული ნაწილები შეიძლება საიმედოდ გაერთიანდეს მონოლითურ სტრუქტურაში ცემენტის ვიბროკოლოიდური წებოვანი წებოთი... ასეთი წებოვანი არის წვრილად დაფქული ცემენტის ნარევი (ნაწილი რომელთა შეცვლა შესაძლებელია წვრილად დაფქული ქვიშით) უკიდურესად მცირე რაოდენობით წყლით და სურფაქტანტის დამატებით. ნარევი თხევადდება ექსტრემალური ვიბრაციით თხელი ფენის სახით წასასვლელ ზედაპირებზე გამოყენებისას. მას შემდეგ, რაც წებო სწრაფად გამკვრივდება, ის ხდება ყველაზე ძლიერი წერტილი სტრუქტურაში. ”

აკადემიკოს რეჰბინდერის იდეების გამოყენებას მყარი ნივთიერებების დაფქვის პროცესის გასაადვილებლად დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს, მაგალითად, მინერალების სიძლიერის შემცირების მეთოდის შემუშავება, რათა გაზარდოს ბურღვის ეფექტურობა მყარ ქანებში.

ლითონების სიმტკიცის შემცირება ლითონის დნობის მოქმედებით. 1956 წელს რეჰბინდერმა აღმოაჩინა ლითონების სიძლიერის შემცირების ფენომენი ლითონის დნობის მოქმედებით. ნაჩვენებია, რომ მყარი სხეულის (ლითონის) ზედაპირის ენერგიის ყველაზე დიდი შემცირება თითქმის ნულამდე შეიძლება გამოწვეული იყოს მდნარი მედიით, რომელიც მოლეკულური ბუნებით მყარ სხეულთან ახლოსაა. ამრიგად, თუთიის ერთკრისტალების დაჭიმვის სიმტკიცე ათჯერ შემცირდა მათ ზედაპირზე 1 მიკრონი ან ნაკლები სისქის თხევადი თუნუქის ლითონის ფენის გამოყენებით. მსგავსი ეფექტები ცეცხლგამძლე და სითბოს მდგრადი შენადნობებისთვის შეინიშნება თხევადი დაბალი დნობის ლითონების მოქმედებით.

აღმოჩენილი ფენომენი მეტად მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა ლითონის ფორმირების მეთოდების გასაუმჯობესებლად. ეს პროცესი შეუძლებელია საპოხი მასალის გამოყენების გარეშე. ახალი ტექნოლოგიის მასალებისთვის - ცეცხლგამძლე და სითბოს მდგრადი შენადნობები - დამუშავებას განსაკუთრებით ხელს უწყობს აქტიური საპოხი მასალების გამოყენება, რომლებიც არბილებენ ლითონის თხელ ზედაპირულ ფენებს (რაც, ფაქტობრივად, ხდება ლითონის მცირე რაოდენობით დნობის ზემოქმედებით). ამავდროულად, ლითონი, როგორც იქნა, იპოხება - აღმოფხვრილი მავნე გადაჭარბებული დეფორმაცია, რომელიც წარმოიქმნება დამუშავების დროს, რაც იწვევს ეგრეთ წოდებულ გამკვრივებას - სიმტკიცის მატებას, რაც ხელს უშლის დამუშავებას. იხსნება ახალი შესაძლებლობები ლითონების დამუშავებისთვის ნორმალურ და ამაღლებულ ტემპერატურაზე წნევით: უმჯობესდება პროდუქციის ხარისხი, მცირდება გადამამუშავებელი ხელსაწყოს ცვეთა და დამუშავებისთვის ენერგიის მოხმარება მცირდება.

ჭრის გზით პროდუქტის წარმოების პროცესში ძვირადღირებული ლითონის ჩიპებად გადაქცევის ნაცვლად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას პლასტიკური ფორმის შეცვლა: წნევის დამუშავება ლითონის დაკარგვის გარეშე. ამასთან, უმჯობესდება პროდუქციის ხარისხიც.

ლითონის ზედაპირული ფენის სიმტკიცის მკვეთრი შემცირება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ხახუნის ერთეულების მუშაობის გაუმჯობესებაში. ჩნდება ავტომატურად მოქმედი აცვიათ კონტროლის მექანიზმი: თუ არის შემთხვევითი დარღვევები ხახუნის ზედაპირებზე (ნაკაწრები, ნაკაწრები და ა.შ.), მათი დისლოკაციის ადგილებში ვითარდება მაღალი ლოკალური წნევა, რაც იწვევს ლითონების ზედაპირულ ნაკადს, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს მოქმედებას. ადსორბირებული დნობის (დნობის ლითონის მიერ დასველებული ზედაპირული ფენა კარგავს სიმტკიცეს). ხახუნის ზედაპირები ადვილად შეიძლება იყოს დაფქული ან გაპრიალებული. შემოღებული „შეზეთვა“ იწვევს დარღვევების აჩქარებულ „ცვეთას“, იზრდება მანქანების გაშვების (ჩაშვების) სიჩქარე.

აქტიური მინარევების დნობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კრისტალიზაციის პროცესის მოდიფიკატორები. ადსორბირებულია გამოყოფილი ლითონის კრისტალ-ბირთვებზე, ამცირებს მათი ზრდის ტემპს. ამრიგად, იქმნება წვრილმარცვლოვანი ლითონის სტრუქტურა უფრო მაღალი სიმტკიცით.

შემუშავებულია ზედაპირულ აქტიურ გარემოში ლითონის „სწავლების“ პროცესი. ლითონი ექვემდებარება პერიოდულ ზედაპირულ ზემოქმედებას, რომელიც არ იწვევს განადგურებას. ზედაპირულ ფენებში პლასტიკური დეფორმაციების რელიეფის გამო, შიდა მოცულობით ლითონი, როგორც იქნა, „იბზუება“, იშლება მარცვლების ბროლის ბადე. თუ ასეთი პროცესი ტარდება ლითონის რეკრისტალიზაციის დაწყების ტემპერატურასთან ახლოს ტემპერატურაზე, ზედაპირულად აქტიურ გარემოში წარმოიქმნება გაცილებით მაღალი სიხისტის მქონე წვრილკრისტალური სტრუქტურა. დიახ, და ლითონების დაფქვა წვრილი ფხვნილის მიღებისას არ სრულდება ზედაპირულად აქტიური დნობის გამოყენების გარეშე. მომავალში ამ ფხვნილიდან პროდუქტებს იღებენ ცხელი წნევით (ზემოთ აღწერილი ფხვნილებიდან მასალების გამაგრების პროცესის სრული შესაბამისად).

რებინდერის ეფექტი პოლიმერებში. გამოჩენილი საბჭოთა ფიზიკოსი აკადემიკოსი პიოტრ ალექსანდროვიჩ რებინდერი იყო პირველი, ვინც ცდილობდა გავლენა მოეხდინა მყარი სხეულის განადგურებაზე. სწორედ რებინდერმა მოახერხა იმის გაგება, თუ როგორ შეიძლება ამის გაკეთება. ჯერ კიდევ 1920-იან წლებში მან ამ მიზნით გამოიყენა ეგრეთ წოდებული ზედაპირულად აქტიური, ან ადსორბციულად აქტიური ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ ეფექტურად შეწოვონ ზედაპირზე თუნდაც გარემოში დაბალი კონცენტრაციით და მკვეთრად შეამცირონ მყარი ნივთიერებების ზედაპირული დაძაბულობა. ამ ნივთიერებების მოლეკულები თავს ესხმიან ინტერმოლეკულურ ობლიგაციებს მზარდი მოტეხილობის ბზარის წვერზე და, ადსორბირებული ახლად წარმოქმნილ ზედაპირებზე, ასუსტებენ მათ. სპეციალური სითხეების შერჩევით და მათი დესტრუქციული მყარის ზედაპირზე შეყვანით, რებინდერმა მიაღწია დაძაბულობის დროს მოტეხილობის მუშაობის საოცარ შემცირებას (ნახ. 1). ნახატზე ნაჩვენებია თუთიის ერთი კრისტალის (ფირფიტები სისქით მილიმეტრის რიგის სისქით) დაძაბულობის სიმტკიცის მრუდები ზედაპირულად აქტიური სითხის არარსებობისა და არსებობის შემთხვევაში. განადგურების მომენტი ორივე შემთხვევაში აღინიშნება ისრებით. აშკარად ჩანს, რომ თუ ნიმუში უბრალოდ დაჭიმულია, ის იშლება 600%-ზე მეტი დრეკადობით. მაგრამ თუ იგივე პროცედურა ხორციელდება მის ზედაპირზე თხევადი თუნუქის წასმით, განადგურება ხდება მხოლოდ ~10% დრეკადობით. ვინაიდან განადგურების სამუშაო არის დაძაბულობა-დაძაბულობის მრუდის ქვეშ არსებული ფართობი, ადვილი მისახვედრია, რომ სითხის არსებობა ამცირებს მუშაობას თუნდაც არა რამდენჯერმე, არამედ სიდიდის ბრძანებით. სწორედ ამ ეფექტს ეწოდა რეჰბინდერის ეფექტი, ანუ ადსორბციის შემცირება მყარი ნივთიერებების სიძლიერეში.

ნახ.1. სტრესის დამოკიდებულება თუთიის ერთკრისტალების დეფორმაციაზე 400°C-ზე: 1 - ჰაერში; 2 -- გამდნარ თუნუქში

რეჰბინდერის ეფექტი უნივერსალური მოვლენაა, იგი შეინიშნება ნებისმიერი მყარი ნივთიერების, მათ შორის პოლიმერების განადგურებისას. თუმცა, ობიექტის ბუნება განადგურების პროცესში საკუთარ მახასიათებლებს ნერგავს და პოლიმერები ამ თვალსაზრისით გამონაკლისი არ არის. პოლიმერული ფილმები შედგება დიდი მთლიანი მოლეკულებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ვან დერ ვაალის ძალებით, ანუ წყალბადის ბმებით, რომლებიც შესამჩნევად სუსტია, ვიდრე კოვალენტური ბმები თავად მოლეკულებში. ამრიგად, მოლეკულა, თუნდაც კოლექტივის წევრი იყოს, ინარჩუნებს გარკვეულ იზოლაციას და ინდივიდუალურ თვისებებს. პოლიმერების მთავარი მახასიათებელია მათი მაკრომოლეკულების ჯაჭვის სტრუქტურა, რაც უზრუნველყოფს მათ მოქნილობას. მოლეკულური მოქნილობა, ე.ი. პოლიმერების ყველა დამახასიათებელ თვისებას საფუძვლად უდევს მათი ფორმის შეცვლის უნარი (ბმების კუთხეების დეფორმაციისა და რგოლების ბრუნვის გამო) გარე მექანიკური სტრესის და რიგი სხვა ფაქტორების გავლენის ქვეშ. უპირველეს ყოვლისა, მაკრომოლეკულების ორმხრივი ორიენტაციის უნარი. მართალია, უნდა აღინიშნოს, რომ ეს უკანასკნელი ეხება მხოლოდ ხაზოვან პოლიმერებს. არსებობს დიდი რაოდენობით ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ დიდი მოლეკულური წონა (მაგალითად, ცილები და სხვა ბიოლოგიური ობიექტები), მაგრამ არ გააჩნიათ პოლიმერების სპეციფიკური თვისებები, რადგან ძლიერი ინტრამოლეკულური ურთიერთქმედება ხელს უშლის მათ მაკრომოლეკულების დახრას. უფრო მეტიც, პოლიმერების ტიპიური წარმომადგენელი - ბუნებრივი რეზინი - "ჯვარედინი" სპეციალური ნივთიერებების დახმარებით (ვულკანიზაციის პროცესი), შეიძლება გადაიქცეს მყარ ნივთიერებად - ებონიტად, რომელიც საერთოდ არ ავლენს პოლიმერული თვისებების ნიშანს.

პოლიმერებში რეჰბინდერის ეფექტი ძალიან თავისებურად ვლინდება. ადსორბციით აქტიურ სითხეში ახალი ზედაპირის გამოჩენა და განვითარება შეინიშნება არა მხოლოდ განადგურების დროს, არამედ გაცილებით ადრე, პოლიმერის დეფორმაციის დროსაც კი, რასაც თან ახლავს მაკრომოლეკულების ორიენტაცია.

ნახ.2. პოლიეთილენ ტერეფტალატის ნიმუშების გამოჩენა ჰაერში (a) და ადსორბციით აქტიურ გარემოში (n-პროპანოლი) (b).

რებინდერის პოლიმერული ლითონის სიმტკიცე

სურათი 2 გვიჩვენებს ლავსანის ორი ნიმუშის გამოსახულებებს, რომელთაგან ერთი იყო გაჭიმული ჰაერში, ხოლო მეორე ადსორბციით აქტიურ სითხეში. აშკარად ჩანს, რომ პირველ შემთხვევაში ნიმუშში კისერი ჩნდება. მეორე შემთხვევაში, ფილმი არ იკუმშება, მაგრამ ხდება რძიანი თეთრი და გაუმჭვირვალე. დაკვირვებული გათეთრების მიზეზები ცხადი ხდება მიკროსკოპული გამოკვლევით.

ნახ.3. ნ-პროპანოლში დეფორმირებული პოლიეთილენის ტერეფტალატის ნიმუშის ელექტრონული მიკროგრაფი. (1000-ით გაიზარდა)

მონოლითური გამჭვირვალე კისრის ნაცვლად, პოლიმერში წარმოიქმნება უნიკალური ბოჭკოვანი-ფოროვანი სტრუქტურა, რომელიც შედგება მაკრომოლეკულების (ფიბრილების) ძაფისებრი აგრეგატებისგან, რომლებიც გამოყოფილია მიკროვოიდებით (ფორებით). ამ შემთხვევაში მაკრომოლეკულების ორმხრივი ორიენტაცია მიიღწევა არა მონოლითურ კისერში, არამედ ფიბრილების შიგნით. ვინაიდან ფიბრილები სივრცეშია გამოყოფილი, ასეთი სტრუქტურა შეიცავს უზარმაზარ რაოდენობას მიკროვოიდებს, რომლებიც ინტენსიურად ფანტავს სინათლეს და პოლიმერს რძიან თეთრ ფერს აძლევს. ფორები ივსება სითხით, ამიტომ ჰეტეროგენული სტრუქტურა შენარჩუნებულია დეფორმირებული სტრესის მოხსნის შემდეგაც. ფიბრილარულ-ფოროვანი სტრუქტურა წარმოიქმნება სპეციალურ ზონებში და, როგორც პოლიმერი დეფორმირებულია, იპყრობს მზარდ მოცულობას. მიკროსკოპული გამოსახულებების ანალიზმა შესაძლებელი გახადა სტრუქტურული გადაწყობის თავისებურებების დადგენა პოლიმერში, რომელიც ექვემდებარება კრეზს (ნახ. 4).

ნახ.4. პოლიმერული ჭუჭყის ცალკეული ეტაპების სქემატური წარმოდგენა: I - აჟიოტაჟის დაწყება, II - ჭუჭყიანობის ზრდა, III - კრუნჩხვების გაფართოება.

წარმოიქმნება რაიმე დეფექტზე (სტრუქტურული არაერთგვაროვნება), რომელიც უხვად არის ნებისმიერი რეალური მყარის ზედაპირზე, ჭუჭყები იზრდება დაჭიმული პოლიმერის მთელ განივი მონაკვეთზე დაჭიმვის დაძაბულობის ღერძის ნორმალური მიმართულებით, მუდმივი და ძალიან მცირე (~1) მმ) სიგანე. ამ თვალსაზრისით, ისინი ნამდვილ მოტეხილ ბზარებს ჰგავს. მაგრამ როდესაც სიგიჟე "ჭრის" პოლიმერის მთელ ჯვარედინი მონაკვეთს, ნიმუში არ იშლება ცალკეულ ნაწილებად, არამედ რჩება ერთ მთლიანობად. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ასეთი სახის ბზარის მოპირდაპირე კიდეები დაკავშირებულია ორიენტირებული პოლიმერის უწვრილესი ძაფებით (ნახ. 3). ფიბრილარული წარმონაქმნების ზომები (დიამეტრი), ისევე როგორც მათ გამიჯნული მიკროვოიდები, არის 1-10 ნმ.

როდესაც კრაზანების მოპირდაპირე კედლების დამაკავშირებელი ფიბრილები საკმარისად გრძელი ხდება, იწყება მათი შერწყმის პროცესი (ამ შემთხვევაში ზედაპირის ფართობი მცირდება, სურ. 5). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პოლიმერი განიცდის თავისებურ სტრუქტურულ გადასვლას ფხვიერი სტრუქტურიდან უფრო კომპაქტურზე, რომელიც შედგება ფიბრილების მჭიდროდ შეფუთული აგრეგატებისგან, რომლებიც ორიენტირებულია დაძაბულობის ღერძის მიმართულებით.

ნახ.5. სქემა, რომელიც ასახავს პოლიმერული სტრუქტურის კოლაფსს, რომელიც ხდება დეფორმაციის დიდი მნიშვნელობებით ადსორბციულ აქტიურ სითხეში, გაჭიმვის სხვადასხვა ეტაპზე.

არსებობს მოლეკულების გამოყოფის მეთოდი ხსნარიდან მათი ადსორბციით, რომელთაც შეუძლიათ შეაღწიონ მოცემული ზომის ფორებში (მოლეკულური საცრის ეფექტი). ვინაიდან ფორების ზომა ადვილად შეიძლება კონტროლდებოდეს ადსორბციით აქტიურ გარემოში პოლიმერის შეწოვის ხარისხის შეცვლით (რეჰბინდერის ეფექტის გამოყენებით), ადვილია შერჩევითი ადსორბციის მიღწევა. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ პრაქტიკაში გამოყენებული ადსორბენტები, როგორც წესი, არის ერთგვარი ფხვნილი ან გრანულატი, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა კონტეინერების შესავსებად (მაგალითად, სორბენტი იმავე გაზის ნიღაბში). Rebinder ეფექტის გამოყენებით, ადვილია ნანომეტრიული ფორიანობის მქონე ფილმის ან ბოჭკოს მიღება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პერსპექტივა იხსნება სტრუქტურული მასალის შესაქმნელად ოპტიმალური მექანიკური თვისებებით და ამავდროულად ეფექტური სორბენტით.

რეჰბინდერის ეფექტის გამოყენებით ელემენტარული გზით (პოლიმერული ფირის უბრალოდ ადსორბციულ აქტიურ გარემოში გაჭიმვით) შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერი სინთეზური პოლიმერის საფუძველზე ფოროვანი პოლიმერული ფილმების დამზადება. ასეთ ფილმებში ფორების ზომები ადვილად კონტროლდება პოლიმერული დეფორმაციის ხარისხის შეცვლით, რაც შესაძლებელს ხდის გამყოფი მემბრანების დამზადებას სხვადასხვა პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად.

რეჰბინდერის ეფექტს პოლიმერებში აქვს გამოყენების დიდი პოტენციალი. ჯერ ერთი, მრავალფეროვანი პოლიმერული სორბენტები, გამყოფი გარსები და პოლიმერული პროდუქტები განივი რელიეფით შეიძლება მიღებულ იქნეს პოლიმერის ადსორბციით აქტიურ სითხეში უბრალოდ შეყვანით და მეორეც, რეჰბინდერის ეფექტი ქიმიკოს-ტექნოლოგს უნივერსალურ უწყვეტ მეთოდს აძლევს. პოლიმერებში მოდიფიცირებული დანამატების შეყვანისთვის.

გამოყენებული მასალების ჩამონათვალი

• 1. www.rfbr.ru/pics/28304ref/file.pdf
• 2. www.chem.msu.su/rus/teaching/colloid/4.html
• 3. http://femto.com.ua/articles/part_2/3339.html
• 4. დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია. მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1975, ტ. 21.
• 5. http://him.1september.ru/2003/32/3.htm
• 6. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00065/40400.htm
• 7. http://www.nanometer.ru/2009/09/07/rfbr_156711/PROP_FILE_files_1/rffi4.pdf
• 8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Rebinder_Effect

ეს რომანი არის "ჭრელი თავების კრებული", სადაც თითოეულ თავს პუშკინის სტრიქონი ჰქვია და არის დამოუკიდებელი ამბავი ერთ-ერთი პერსონაჟის შესახებ. რომანში ბევრი გმირია - ომისშემდგომი პერიოდის ნიჭიერი მუსიკოსი, "ძვირფასო მექალთანე" და 50-იანი წლების შუა პერიოდის არააღწერი სამაგალითო სკოლის მოსწავლე, რომლის სულშიც იწვის სამყაროსთვის უხილავი ვნებები - შური, ეჭვიანობა, აკრძალული სიყვარული; ბავშვთა სახლის ბიჭი, ატომური ფიზიკოსი, რეპრესირებული კომისრის შვილი და სოფლის „დამწვარი“, გულაგის მოწმე და მრავალი, მრავალი სხვა. პირადი ისტორიები მე-20 საუკუნის რუსეთის ისტორიის სურათად გადაიზარდა, მაგრამ რომანი არ არის ისტორიული ტილო, არამედ მრავალმხრივი ოჯახური საგა და რაც უფრო წინ ვითარდება ამბავი, მით უფრო მეტად იკვეთება პერსონაჟების ბედი იდუმალი კატენინის გარშემო. ოჯახი, "იმ კატენინის" შთამომავლები, პუშკინის მეგობარი. რომანი სავსეა საიდუმლოებითა და საიდუმლოებით, ვნებებითა და შეურაცხყოფით, სიყვარულითა და მწარე დანაკარგებით. და უფრო და უფრო ხშირად ხდება ანალოგია ვიწრო მეცნიერულ კონცეფციასთან "რებინდერის ეფექტის" - როგორც კალის წვეთი არღვევს მოქნილ ფოლადის ფირფიტას, ასე რომ უმნიშვნელო, ერთი შეხედვით, მოვლენა მთლიანად ცვლის და არღვევს ადამიანის კონკრეტულ ცხოვრებას.

„სამზე მძივებივით ელეგანტურად დაწნული რომანები: თითოეული მათგანი ცალკე ამბავია, მაგრამ უცებ ერთი სიუჟეტი მეორეში გადაედინება და პერსონაჟების ბედი ყველაზე მოულოდნელად იკვეთება, ძაფი არ წყდება. მთელი ნარატივი ღრმად მელოდიურია, ის გაჟღენთილია მუსიკით - და სიყვარულით. ზოგს მთელი ცხოვრება უყვარს განებივრება, ზოგს მტკივნეულად იბრძვის ამისთვის. კლასელები და შეყვარებულები, მშობლები და შვილები, ადამიანთა ძლიერი და ურღვევი ერთობა, რომელიც დაფუძნებულია არა სისხლის ნათესაობაზე, არამედ სიყვარულზე და ადამიანურ სიკეთეზე - და სიუჟეტის ძაფი, რომელზეც კიდევ რამდენიმე მძივი დაემატა, ჯერ კიდევ ძლიერია.. ასე უძლებს ადამიანთა ურთიერთობებს სტალინური დროის გამოცდას, „განვითარებული სოციალიზმის“ „დათბობას“ და თვალთმაქცობას თავისი პიკით - ჩერნობილის კატასტროფით. ძაფი არ წყდება, თითქმის ეწინააღმდეგება რებინდერის კანონს.

ელენა კატიშონოკი, იასნაია პოლიანას პრემიის ლაურეატი და რუსული ბუკერის ფინალისტი

ჩვენს საიტზე შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ელენა მინკინა-ტაიჩერის წიგნი "რებინდერის ეფექტი" უფასოდ და რეგისტრაციის გარეშე fb2, rtf, epub, pdf, txt ფორმატში, წაიკითხეთ წიგნი ინტერნეტით ან იყიდეთ წიგნი ონლაინ მაღაზიაში.