A dipólus-dipólus kölcsönhatás folyadékszerkezetre gyakorolt hatásának tanulmányozása ferrokolloidok és elektroreológiai folyadékok kísérleti és számítógépes szimulációs
Thesis supervisor: István Szalai
Location of studies (in Hungarian): PE, Fizika és Mechatronika Intézet Abbreviation of location of studies: FMI
Description of the research topic:
A dipólus-dipólus kölcsönhatás meghatározó jellegű a ferrokolloidok (FK) és az elektroreológiai (ER) folyadékok szerkezetének kialakításában. Az ebbe a két csoportba sorolható mesterséges anyagok gyakorlati felhasználása szempontjából is rendkívül fontos a dipólus-láncok kialakulásának sztatikai és dinamikai ismerete. Az ER folyadékok olyan fluidumok, amelyek kis relatív permittivitású ( ) folyadékban (pl. szilikonolaj) diszpergált relatív permittivitású részecskék (pl. 1-100 átmérőjű üveggömbök) „elegyeként” állnak elő . Az ER folyadékok viszkozitása nagy külső elektromos tér hatására ( ) ugrásszerűen megnő, ami a gömbök indukált dipólusainak láncokba szerveződésével magyarázható. Az indukált dipólusmomentum nagysága a külső tér amplitúdóján kívül a két anyag relatív permittivitásának különbségétől és a diszpergált részecskék méretétől is függ. Ferrokolloidok vagy ferrofluidumok alatt nano- és mikroméretű ferromágneses részecskék (pl. magnetit) kolloid szuszpenzióját, diszperzióját értjük. A FK nanorészecskéinek permanens mágnesezettsége van, így azok meghatározó kölcsönhatása szintén a dipólus-dipólus kölcsönhatással írható le. Bizonyos mágneses kolloidokban 1-100 átmérőjű, optikailag megfigyelhető nem-mágnesezett aggregátumok fázisa hozható létre. Külső mágneses térben az aggregátum-részecskék indukált mágneses dipólusmomentummal rendelkeznek, és ha ez elég nagy, akkor az ER folyadékokhoz hasonlóan a részecskék ebben az esetben is láncokba szerveződnek. Az elektroreológiai- és ferrofluidumokban kialakuló láncok egy közepes nagyítású optikai mikroszkóppal könnyen megfigyelhetők, videómikroszkóppal készített felvételek kiértékelésével pedig a láncok méret szerinti eloszlása is meghatározható.
A jelölt feladata:
a, Dipólus-láncok kialakulási feltételeinek vizsgálata elektroreológiai folyadékok esetén.
A dipólus-láncok méret szerinti eloszlásának meghatározása videómikroszkópos felvételek számítógépes kiértékelése alapján. Vizsgálja az elektromos tér nagyságának a dipólus-láncok méret szerinti eloszlására gyakorolt hatását.
b, Láncképződés tanulmányozása FK külső mágneses térben való vizsgálatával. Láncszerű asszociátumokat tartalmazó ferrofluidum mágneses szuszceptibilitásának vizsgálata. A láncosodás termodinamikai paramétereinek meghatározása ferromágneses kolloidokban fényszórási kísérletek alapján.
c, Dipoláris merev gömbökkel modellezhető ER folyadékok szerkezetének és dielektromos tulajdonságainak meghatározása molekuladinamikai szimulációk alapján. A láncok méret szerinti eloszlásának kiértékelése számítógépes szimulációk alapján.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2019-08-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
