Дисертації ФМФІТ (Фізичні науки)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Вплив управляючих параметрів на теплофізичні й оптичні властивості нанофлюїдів на основі фулерену С₆₀ та процеси переносу з ними(2026) Хлієв, Нікіта Олександрович; Khliiev, Nikita O.Хлієв Н. О. Вплив управляючих параметрів на теплофізичні й оптичні властивості нанофлюїдів на основі фулерену С₆₀ та процеси переносу з ними. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 104 «Фізика та астрономія». Одеський національний університет імені І. І. Мечнікова, Одеса, 2026. Дисертаційна робота присвячена встановленню закономірностей впливу управляючих параметрів на теплофізичні та оптичні властивості нанофлюїдів на основі фулерену С₆₀, а також процеси переносу імпульсу і теплоти в них. Актуальність роботи зумовлена перспективністю використання нанофлюїдів як теплоносіїв у сонячній енергетиці, а саме у комбінованих фотоелектричних/теплових колекторах, теплоенергетичних системах та системах відновлювальної енергетики, а також недостатньою вивченістю взаємозв’язку між управляючими параметрами нанофлюїдів на основі фулерену С₆₀ та їх теплофізичними властивостями й процесами переносу з ними. Об’єктом дослідження є нанофлюїди на основі фулерену С₆₀ та процеси переносу в них. Предметом дослідження є закономірності впливу управляючих параметрів (концентрації наночастинок, температури, структурного стану системи) на теплофізичні, оптичні властивості нанофлюїдів та характеристики процесів переносу в них. Метою роботи є встановлення фізичних закономірностей впливу управляючих параметрів на теплофізичні та оптичні властивості нанофлюїдів на основі фулерену C₆₀ і процеси переносу в них. Для досягнення поставленої мети вирішено такі задачі: – проаналізовано сучасний стан досліджень теплофізичних, оптичних властивостей нанофлюїдів та процесів переносу в них; – розроблено технологію отримання нанофлюїдів на основі вуглеводнів та фулерену С₆₀, сформовано комплекс експериментальних методів дослідження впливу управляючих параметрів на теплофізичні й оптичні властивості нанофлюїдів на основі С₆₀ та процеси переносу з ними; – досліджено вплив температури та концентрації фулерену С₆₀ на оптичні та теплофізичні властивості нанофлюїдів на основі вуглеводнів; – проаналізовано вплив температури та концентрації фулерену С₆₀ на процеси переносу імпульсу та теплоти при течії нанофлюїдів у різних режимах; – виконано чисельне моделювання процесів переносу у плоскому PV/T-колекторі з нанофлюїдом на основі С₆₀ з прямою абсорбцією сонячного випромінювання. Методи дослідження. У роботі використано стандартні експериментальні методи визначення теплофізичних та оптичних властивостей нанофлюїдів, а також метод рентгеноструктурного аналізу. Використано оригінальні експериментальні методи дослідження калоричних властивостей нанофлюїдів та процесів переносу імпульсу та теплоти при течії нанофлюїдів у каналі. Для обробки результатів застосовано методи статистичного аналізу та узагальнення. Для аналізу процесів переносу у нанофлюїдах застосовано теоретичні та чисельні методи, зокрема методи обчислювальної гідродинаміки. Для інтерпретації отриманих результатів та формулювання наукових висновків застосовано методи формалізації, порівняння та логічного аналізу, що дозволило встановити взаємозв’язки між управляючими параметрами та властивостями досліджуваних систем. Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні взаємозв’язку між структурними, теплофізичними та оптичними характеристиками нанофлюїдів на основі фулерену C₆₀ та визначенні їх впливу на процеси переносу. У першому розділі проаналізовано сучасний стан досліджень теплофізичних та оптичних властивостей нанофлюїдів, а також процесів переносу в них. Розглянуто основні механізми впливу наночастинок на макроскопічні властивості рідин, зокрема роль міжфазної взаємодії, броунівського руху, агломерації та структурних ефектів. Проаналізовано вплив концентрації, температури, розміру та форми наночастинок на теплопровідність, в’язкість, теплоємність та оптичні характеристики нанофлюїдів. Окрему увагу приділено нанофлюїдам на основі вуглецевих наноструктур, зокрема фулерену С60, та перспективам їх використання у системах прямого поглинання сонячного випромінювання у комбінованих фотоелектричних/теплових колекторах. У другому розділі обґрунтовано вибір об’єктів дослідження, розроблено технологію приготування нанофлюїдів на основі тетраліну і технічного парафіну з фулереном С₆₀, а також сформовано комплекс експериментальних методів дослідження. Наведено методики визначення теплофізичних, оптичних та структурних властивостей нанофлюїдів, а також методи дослідження процесів переносу імпульсу та теплоти. Для аналізу процесів переносу та характеристик фото-електричних/теплових колекторів розглянуто застосування методів чисельного моделювання та обчислювальної гідродинаміки (CFD). У третьому розділі виконано комплексне експериментальне дослідження теплофізичних, оптичних і структурних властивостей нанофлюїдів на основі С₆₀. Досліджено вплив концентрації С₆₀ на спектральні характеристики нанофлюїду та показано перспективність системи тетралін/С₆₀ для застосування у комбінованих фотоелектричних/теплових колекторах зі спектральним розділенням сонячного випромінювання. Встановлено, що введення фулерену С₆₀ призводить до зростання динамічної в’язкості нанофлюїду на основі тетраліну, тоді як густина, теплопровідність і питома теплоємність у межах похибки вимірювання практично не змінюються. Методом динамічного розсіяння світла досліджено зміну гідродинамічного розміру наночастинок зі збільшенням концентрації С₆₀ у тетраліні та показано зв’язок цього ефекту зі зростанням в’язкості нанофлюїду. Також у розділі досліджено вплив фулерену С₆₀ на калоричні та структурні властивості технічного парафіну, зокрема на ентальпії плавлення і кристалізації, а методом рентгенівської дифрактометрії встановлено взаємозв’язок між зміною параметрів елементарної комірки кристалічної ґратки та гістерезисом фазових переходів. У четвертому розділі досліджено процеси переносу імпульсу та теплоти при течії нанофлюїдів тетралін/С₆₀. Проаналізовано вплив концентрації С₆₀ на гідродинамічні характеристики течії, втрати напору, інтенсивність теплообміну та перехід між ламінарним і турбулентним режимами. Показано можливість застосування рівнянь Блазіуса та Пуазейля для опису втрат напору при використанні в’язкості нанофлюїду. Встановлено, що додавання наночастинок С₆₀ впливає на інтенсивність процесів теплопереносу та сприяє більш ранньому переходу до турбулентного режиму течії при розрахунку числа Рейнольдса з використанням в’язкості нанофлюїду. У п’ятому розділі виконано чисельне моделювання процесів переносу у плоскому фотоелектричному/тепловому колекторі з нанофлюїдом тетралін/С₆₀ та прямим поглинанням сонячного випромінювання. Показано, що зміна концентрації С₆₀ практично не впливає на загальний ККД колектора, однак дозволяє регулювати співвідношення між виробленням теплової та електричної енергії. За результатами виконаного дослідження сформовано такі висновки. 1. Експериментально встановлено, що спектр поглинання нанофлюїду тетралін/С₆₀ є придатним як для прямого поглинання сонячного випромінювання, так і для комбінованих фотоелектричних/теплових колекторів зі спектральним розділенням енергії сонячного випромінювання, завдяки різкому зрізу спектра безпосередньо перед ідеальним оптичним вікном фотоелементів (близько 650 нм). 2. Показано, що масова частка 0,00655 фулерену C₆₀ у нанофлюїді тетралін/С₆₀ призводить до зростання його коефіцієнта динамічної в’язкості, однак теплопровідність, густина та питома теплоємність залишаються незмінними у межах точності вимірювання. 3. Показано, що додавання фулерену C₆₀ по-різному впливає на різницю ентальпій плавлення та кристалізації технічного парафіну. При кристалізації C₆₀ призводить до збільшення різниці ентальпії фазового переходу, а при плавленні - до зменшення. При цьому зі збільшенням вмісту С₆₀ різниця ентальпії плавлення та кристалізації зменшується. Методом рентгенівської дифрактометрії встановлено, що малі концентрації C₆₀ (від 0,000124 масової частки) викликають зміну розміру елементарної комірки кристалічної ґратки технічного парафіну. Показано, що максимальний об’єм елементарної комірки спостерігається при масовій частці 0,000524 C₆₀, а різниця ентальпій плавлення і кристалізації при цій концентрації майже зникає. 4. Комп’ютерним моделюванням показана можливість застосування рівнянь Блазіуса та Пуазейля для розрахунку коефіцієнту втрат напору на тертя при течії нанофлюїду тетралін/фулерен С₆₀, при цьому для розрахунків використовується в’язкість нанофлюїду. 5. Методом динамічного розсіяння світла встановлено збільшення гідродинамічного радіуса фулерену С₆₀ у нанофлюїді на основі тетраліну при збільшенні концентрації С₆₀. Моделювання показало, що саме цей ефект є причиною зміни в’язкості зі збільшенням масової частки С₆₀. 6. За результатами розрахункового моделювання показано, що зміна концентрації фулерену С₆₀ у тетраліні практично не впливає на загальний ККД плоского комбінованого фотоелектричного/теплового колектора. Зміна концентрації С₆₀ у нанофлюїді тетралін/С₆₀ дозволяє регулювати розподіл поглинутої сонячної енергії в колекторі між виробленою електричною та тепловою.Документ Випаровування та горіння крапель альтернативних та комбінованих палив(2026) Іванов, Михайло Олександрович; Ivanov, Mykhailo O.Іванов М.О. Випаровування та горіння крапель альтернативних та комбінованих палив. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії 104 – фізика та астрономія. Одеський національний університет імені I. I. Мечникова МОН України, Одеса, 2026. На основі огляду відомих методів дослідження горіння крапель робиться висновок, що горіння емульсій супроводжується явищем мікровибухів: поділом первинної краплі на вторинні. При цьому в залежності від інтенсивності підводу тепла можливий як невеличкий викид матеріалу, так і руйнування краплі загалом. Використання емульсій важливо в напрямку зменшення викидів окислів азоту та збільшення повноти згорання рідкого палива. В методі поруватої кульки описано нова методика проведення експрес-аналізу на швидкість вигорання даної рідини. Змочений горючою рідиною кулька поміщується на спеціальній підставці на ваги. На залежності маси кульки від часу є лінійна ділянка, яка визначає швидкість горіння рідини. На відміну від існуючих методів, його перевагою є швидкість, повторюванність, використання малої кількості рідини та можливість швидко порівнювати різні композиційних речовин, в тому числі емульсії. В роботі досліджуються експериментальні залежності кінематичної в'язкості водо-мазутних емульсій від температури. Водо-мазутні емульсії з великим вмістом води (до 60%) готувалися шляхом тривалого механічного перемішування в циліндричній посудині за допомогою гвинта з металевими щітками. Для визначення в’язкості використовувався метод Стокса. Емульсії є непрозорими рідинами. Тому визначався час руху кульки між верхнім та нижнім шаром рідини. При цьому під емульсію в трубці знаходився шар води. Рухомим тілом була металева кулька. Для вимірювання в’язкості при різних температурах систему поміщували в більшу колбу, через яку прокачували нагріту воду. В результаті експериментально показано, що в'язкість мазуту нижча за в'язкість його водних емульсій (при одних і тих же температурах). З підвищенням вмісту води в емульсії її в’язкість збільшується. Для дотримання умови оптимального розпилу водомазутних емульсій (як і інших подібних палив), їх необхідно підігрівати до температур, значення яких вище рекомендованих для чистого (не емульгованого) мазуту. Запропоновані аналітичні залежності температури займання від складу бінарного розчину, які основані на фізико-хімічних властивостях компонентів розчину (теплота пароутворення, її температурна залежність, критична температура і температура кипіння). Розглядається окремо водні розчини легкозаймистої речовини (ЛЗР) і розчин двох легкозаймистих речовин. В основі аналітичної формули лежить припущення, що в момент займання рідини біля її поверхні спостерігається стехіометричне співвідношення між парою легколетючої рідини та киснем повітря. Зменшення концентрації пари біля поверхні водного розчину враховується законом Рауля. При оцінці температури займання бінарних розчинів можливі умовно два випадки: температури займання компонентів розчину 1) суттєво відрізняються або 2) близькі. В першому випадку можна припустити, що важколетючий компонент практично не випаровується при наявності більш летючого компоненту. І тому його можна вважати інертним компонентом. Однак, це припущення можливе при частці легколетючого компоненту більше 50 %. В більш загальному випадку припускається одночасна участь обох пар в займанні краплі і стехіометрія для кожної пари рідин. Спостерігається узгодження отриманої залежності з наявними експериментальними даними (методом відкритого тиглю) по водним розчинам ацетону, метанолу, етанолу і пропанолів, а також розчинів н-октану/н-декану і етанолу/бутанолу. Це дозволяє стверджувати, що припущення про досягнення стехіометрії для пари кожного компоненту суміші при займанні, є прийнятним. Оригінальним методом є використання в якості електричного тригера виникнення мікровибухів саме високочастотного електричного розряду. Навіть невелика теплова потужність стримера достатня для спостереження пульсацій діаметру краплі емульсії в часі. Розглядається випаровування краплі рідин при дії високочастотного електричного розряду. Краплі підвішувалися на термопару і знаходилася в повітрі кімнатної температури. Аналіз проводився в припущенні, що дія розряду є тепловою. Показано, крапля чистого рідкого палива (етанол і дизельне паливо) випаровується згідно закону d2. При цьому швидкість випаровування в залежності від відстані до електроду приймає максимальне значення. Аналіз швидкості зменшення маси краплі дозволило оцінити теплову потужність розряду, яка також при віддалені електроду від краплі проходить через максимум. При аналогічному випаровуванні крапель емульсії (з вмістом води до 50%) після стадії прогрівання спостерігаються пульсації геометричного розміру. Розмір краплі з певною частотою періодично змінюється поблизу деякого середнього значення, яке з часом «випаровування» зменшується. Після створення емульсії при дії ультразвуковим диспергатором починається укрупнення глобул. Саме пароутворення на таких глобулах і починається зростання парової бульбашки. В першу чергу вони зростають поблизу спаю термопари, а по мірі зростання температури емульсії і в її середині. Зі збільшенням температури швидкість зростання розміру парової бульбашки збільшується, а максимальний розмір – зменшується. Період пульсацій розміру зі збільшенням температури зменшується. Проводяться дослідження пульсацій розміру краплі емульсій дизель-вода DW при дії високочастотного електричного розряду. Крапля емульсії з об’ємним вмістом води від 10 до 90% знаходиться на спаї термопари в повітрі кімнатної температури. Визначалася часова залежність проєкційного еквівалентного розміру при обробці відеофайлу випаровування. Електричний розряд приводить до диспергування крапель емульсій з великим вмістом води на відміну від крапель індивідуальних горючих рідин. Температура кипіння води менша за температуру кипіння дизельного палива, що приводить при нагріванні краплі до появи на поверхні водяних глобул парових бульбашок з водяного пару. Пульсації розміру краплі починаються через 1-10 секунд після початку дії розряду в залежності від початкового розміру краплі чи її складу. Для обернених емульсій (частка води менше 30%) на часовій залежності діаметру краплі при виключенні пульсацій спостерігається закон d2. Для таких емульсій характерно утворення і зростання однієї парової бульбашки всередині краплі. Для прямих емульсій (частка води більше 70%) розмір краплі зростає до 20%, що пов’язано з утворенням піни всередині краплі. При подальшій дії електричного розряду бульбашки в піні руйнуються і розмір краплі різко спадає. Для емульсій DW близького складу характерно одночасне розширення і луснення на поверхні декількох бульбашок. Електричний розряд б’є в спай термопари, але не встигає нагріти одночасно всю краплю. Найбільше розігрівають області краплі емульсії поблизу проходження стримеру і спай термопари. Саме тут через більш інтенсивніше випаровування утворюються парові бульбашки, які і рухаються всередині краплі. Період пульсацій різний для емульсій різного типу. Час пульсацій розміру крапель емульсій при дії електричного розряду в середньому склав від 10 до 25 мс. Побудована фізико-математична модель розігріву краплі при тепловій дії розряду. Пульсації пояснюються випаровуванням глобул води всередині краплі емульсії, подальшим збільшенням розмірів парових бульбашок до виникнення «мікровибуху» краплі. Втрата матеріалу емульсії при дії електричного розряду відбувається в основному за рахунок викидів під час мікровибухів. Тобто електричний розряд приводить до диспергування крапель емульсій з великим вмістом води на відміну від крапель індивідуальних горючих рідин. Зменшення вмісту води та потужності електричного розряду призводить до збільшення періоду пульсацій. Наведено методику використання відпрацьованих мастил в якості високоефективного пального шляхом приготування водопаливних емульсій, що містять до 70% води, і подальшого їх спалювання в пальниках в умовах викосочастотних стриметних електричних розрядів. Приведені результати натурних дослідів і перспективи запропонованої методики. Горіння водомасляної емульсії з об'ємним вмістом води 50-70% можливе за наявності розряду високочастотних сигналів. Самостійне горіння емульсії без підтримки невеликого факела дизельного палива можливе при достатньому розігріві камери згоряння. Для реалізації горіння був модернізований пальник для рідких палив шляхом додавання форкамери між пальником і соплом чи котлом. Для організації ефективного спалювання ВПЕ з великим вмістом води (до 70%) необхідно забезпечити достатній розігрів емульсії у трубопроводах. По-перше, при цьому знижується її в'язкість, що полегшує прокачування емульсії через системи подачі пристрою спалювання. По-друге, необхідно подавати під тиском, щоб вода за високої температури (вище 100 °С) залишалася рідкою. При виході з форсунки під час падіння тиску вода «скипає» («мікровибух» капель емульсії), що додатково розпорошує паливо. Особливістю даного пальника є дія високочастотного стримеру в зоні розпилювання крапель емульсій всередині форкамери. Використання водопаливних емульсій дозволяє знижувати викиди окислів азоту та чадного газу, зменшувати її пожежно-вибухонебезпечність при транспортуванні і зберігання. Оцінка ефективності даного комплексу показала, що енергетичні витрати можуть становити відсотки від загального корисного тепловиділення. Таким чином, показано можливість використання таких водо-масляних емульсій в якості альтернативних палив. Також розглянуто результати спалювання водно-паливних емульсій, які створені на основі рідких відходів лакофарбових виробництв, що переважно складаються з метилацетату. Особливістю розглянутих емульсій є великий вміст води (близько 50%). Горіння можливе при дії високочастотного електричного розряду. Це покращує виникнення явища «мікровибуху» краплі і подрібнення початкових крапель на ще менші краплі. Це стимулює згорання мікрокрапель горючої рідини і пароутворенню води. Таким чином, можливо спалювати органічні відходив «брудній воді». Зроблені оцінки газового складу при повному згоранні таких емульсій, а також витрати повітря.Документ Специфіка поведінки водно-сольових розчинів альбуміну та плазми крові людини та інших ссавців(2026) Столярик, Оксана Дмитрівна; Stoliaryk, Oksana D.Столярик О. Д. «Специфіка поведінки водно-сольових розчинів альбуміну та плазми крові людини і інших ссавців». – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі природничих наук за спеціальністю 104 – фізика і астрономія. Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Одеса, 2025. У дисертаційній роботі досліджено поведінку одного з ключових параметрів водних розчинів – водневого показника – за зміни температури, концентрації солей та білків у розчині. Водневий показник (показник рН) визначається концентрацією вільних іонів водню у розчині та відіграє вирішальну роль у формуванні фізико-хімічних властивостей розчину. Дослідження поведінки показника рН є актуальним, адже показник кислотно лужного балансу впливає також на електрофізичні властивості білка, структурну організацію водного середовища, стабільність колоїдних систем та перебіг біохімічних процесів у живих організмах. Відомо [1], що показник рН крові людини є жорсткою фізіологічною константою і набуває значень в межах 7.36–7.44 одиниць. Вихід за межі вказаного інтервалу призводить до порушення процесів гомеостазу, а відхилення нормального показника рН на 0.4–0.5 одиниць може спричинити незворотні зміни, несумісні з життям. Зміни кислотно-основного стану крові впливають на функціонування ферментних систем, проникність клітинних мембран, транспорт кисню та вуглекислого газу, а також на електрокінетичні властивості білків плазми крові. Крім того, зниження концентрації хлориду натрію в крові є причиною виходу води з кров’яного русла у міжклітинний простір, що призводить до загущення крові, порушень роботи нервової та серцево-судинної систем, а також змін водно-сольового балансу організму. Таким чином, дослідження закономірностей формування кислотно-основного балансу є важливим як з фундаментальної, так і з прикладної точки зору. Проблемі визначення водневого показника розчинів та дослідженню температурних і концентраційних залежностей показника рН присвячено значну кількість наукових праць. Для опису кислотно-основних властивостей водних систем традиційно використовуються термодинамічні підходи, теорія електролітичної дисоціації, моделі активності іонів та уявлення про автопротоліз води. Значна частина існуючих моделей базується на припущенні про однорідність структури води та незалежність процесів переносу протонів від локальної організації водневих зв’язків. Однак такі підходи не завжди дозволяють пояснити особливості поведінки показника рН у концентрованих сольових та білкових системах, де суттєву роль відіграють колективні ефекти, гідратаційні процеси та структурна перебудова водного середовища. У сучасних дослідженнях також активно застосовуються статистичні та молекулярно-динамічні підходи до опису структури води й механізмів переносу протонів. Проте значна складність міжмолекулярних взаємодій у воді та білкових розчинах не дозволяє сформувати універсальну модель, яка б одночасно враховувала вплив температури, концентрації електролітів, білкових макромолекул, діелектричної проникності та системи водневих зв’язків на кислотно-основний баланс. Недостатньо дослідженим залишається також взаємозв’язок між показником рН та дзета-потенціалом білкових розчинів, хоча саме ці параметри значною мірою визначають стабільність біоколоїдних систем та особливості міжмолекулярної взаємодії. Особливий інтерес становлять водні розчини альбуміну, оскільки альбумін є одним з основних білків плазми крові та відіграє важливу роль у підтриманні онкотичного тиску, транспорті біологічно активних речовин та регуляції кислотно-основної рівноваги організму. Конформаційний стан молекул альбуміну, ступінь їх гідратації та поверхневий заряд істотно залежать від кислотності середовища, що, у свою чергу, впливає на електрокінетичні характеристики системи. У висококонцентрованих білкових розчинах додатково виникають кооперативні ефекти та процеси просторової самоорганізації, які можуть впливати на рухливість протонів і механізми формування водневого показника. Центральне місце в роботі посідає вивчення механізмів формування водневого показника (рН) та дзета-потенціалу як фундаментальних параметрів, що визначають стабільність колоїдних систем, міжмолекулярну взаємодію та функціонування біологічних рідин. У роботі розглянуто особливості поведінки водних розчинів альбуміну та сольових систем у широкому інтервалі концентрацій і температур. Проаналізовано вплив концентрації білка на кислотно-основний стан розчину, а також можливий зв’язок між зміною рН, конформаційними перебудовами білкових молекул і структурою гідратних оболонок. В дисертаційній роботі виконано побудову коміркової моделі для визначення дзета-потенціалу розчину альбуміну та досліджено експериментальні залежності дзета-потенціалу від показника рН, виявлено закономірності поведінки водно сольових розчинів альбуміну, а саме: подібність фізико-хімічних властивостей розчинів альбуміну та магнітних властивостей магнетиків, вплив динамічного фазового переходу у воді на дзета-потенціал розчину. Показано, що за певної температури 𝑇𝐻 ≈ 42°𝐶 у розчинах альбуміну і фібриногену має місце явище, подібне до фазового переходу другого роду у парамагнетиках. Для перевірки останнього припущення було застосовано теорію Ландау для фазових переходів другого роду. Метою даної роботи є дослідження електрофізичних процесів, що відбуваються у водних розчинах альбуміну на основі експериментальних їх температурних та концентраційних залежностей показника рН та дзета-потенціалу; побудова теоретичної моделі для визначення показника кислотно-лужного балансу та встановлення тангенціального характеру дзета-потенціалу водних розчинів альбуміну. Об’єктом досліджень є водні розчини альбуміну із додаванням натрій хлориду в інтервалі температур, близькому до фізіологічного. Предметом досліджень є особливості поведінки рН-індексу, викликані бінарними зіткненнями, температурні та концентраційні залежності показника кислотно-лужного балансу та дзета-потенціалу водних розчинів альбуміну; залежність дзета-потенціалу водних розчинів альбуміну від показника рН.Документ Особливості формування центрів довгохвильової люмінесценції наночастинок оксиду цинку для люмінесцентної сенсорики(2026) Гусейнова, Севда Фуад кизи; Huseynova, Sevda Fuad qiziГусейнова С.Ф. Особливості формування центрів довгохвильової люмінесценції наночастинок оксиду цинку для люмінесцентної сенсорики – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії̈ за спеціальністю 104 «Фізика та астрономія» (10 ‒ Природничі науки). ‒ Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Одеса, 2026. Робота присвячена отриманню та дослідженню фотолюмінесцентних властивостей нелегованих та легованих нанокристалів оксиду цинку, отриманих методом хімічного осадження, для оптоелектроніки, сенсорики та біомедичного застосування. Окрема увага була приділена дослідженню процесів активації випромінювальних переходів при взаємодії наночастинок з іонами важких металів, що є небезпечними для довкілля та здоров’я людини. За величиною зсуву краю фундаментального поглинання в порівнянні з об’ємними кристалами розраховано середні розміри кристалітів, які для експериментальних зразків лежать в діапазоні 3.5–7 нм. Отримані розміри добре співпадають з результатами досліджень, отриманими за допомогою скануючого електронного мікроскопу (СЕМ), де зафіксуване утворення нанокристалітів розміром до 10 нм. Показано, що на розмір нанокристалітів впливає концентрація прекурсорів (ZnSO₄ та КОН) та присутність стабілізатора. «Червоний зсув» краю фундаментального поглинання при легуванні нанокристалів ZnO домішками важких металів обумовлений збільшенням розмірів нанокристалітів через внесення додаткової енергії зародкоутворення при дифузії іонів важких металів в підгратку цинку. Показано можливість легування нанокристалів ZnO в процесі вирощування методом хімічного співосадження шляхом додавання водних розчинів солей металів – елементів II-III групи та перехідних елементів до розчину ZnSO₄. Легування іонами перехідних елементів супроводжується зміною кольору нанокристалів, що підтверджується наявністю ліній оптичного поглинання у видимій області спектру. На прикладі нанокристалів ZnO:Fe показано добре узгодження енергій внутришньоцентрових переходів в межах іону Fe²⁺, отриманих по спектрам оптичного поглинання та фотолюмінесценції з теоретичними розрахунками енергетичних станів іону Fe²⁺, отриманими в наближенні слабкого кристалічного поля (незначного кристалічного оточення). Дослідження фотолюмінесценції нанокристалів ZnO, отриманими методом хімічного співосадження, виявило наявність ефективного випромінювання в ультрафіолетовій та видимій областях спектру. Положення ліній ультрафіолетового випромінювання корелює з положенням краю фундаментального поглинання і обумовлене випромінювальними переходами за участю екситонів зв’язаних на донорах, акцепторах та рекомбінаційним випромінюванням через мілкі донори. Видиме випромінювання нанокристалів ZnO, отриманими методом хімічного співосадження, характеризується широкими неелементарними смугами випромінювання в блакитній і помаранчево-червоній областях. Розкладання цих смуг на елементарні гаусові складові дозволило виділити серію елементарних ліній випромінювання, локалізованих на 2.82, 2.72, 2.62, 2.5, 2.37, 2.3, 2.17, 2.06 та 1.88 еВ. Встановлено, що ні технологічні умови синтезу (розмір нанокристалітів), ні температура нанокристалів не впливає на спектральне розташування цих ліній. Відсутність ліній оптичного поглинання у видимій області спектру свідчить про власно-дефектну природу зазначених ліній випромінювання. Криві температурної залежності інтенсивності випромінювання в блакитній, жовто-зеленій та помаранчево-червоній областях, представлені в координатах ln(I)) від 1/T містять дві лінійні ділянки, що є свідченням того, що досліджувані лінії випромінювання обумовлені випромінювальними переходами в межах донорно-акцепторних пар. По кутам нахилу лінійних ділянок визначались глибини залягання та, відповідно, природа центрів, відповідальних за випромінювання. Лінії випромінювання в блакитній області спектру (2.82, 2.72, 2.62 еВ) обумовлені випромінювальними переходами в межах нейтральних асоціативних центрів (Znᵢ⁰, Оᵢ⁰)* з різними відстанями між донорами і акцепторами. Жовто-зелене випромінювання (лінії на 2.38 та 2.3 еВ) обумовлені переходами за участю однозарядних міжвузельних атомів цинку та кисню (Znᵢ⁻, Оᵢ⁻)*. Червоно-помаранчеве випромінювання (лінії 2.17, 2.06 та 1.88 еВ) обумовлено переходами за участю двозарядних міжвузловинних атомів цинку і кисню (Znᵢ²⁺, Оᵢ²⁻)*. В досліджуваних зразках найпоширеніша серед об’ємних кристалів та наноструктур лінія зеленого випромінювання на 2.5 еВ має найменшу інтенсивність. Це пояснюється тим, що вакансії цинку, що входять до складу центрів (𝑍𝑛ᵢ⁰, 𝑉Zₙ⁰)*, відповідальних за цю лінію, при високих концентраціях прекурсорів переважно заповнені. Показано, що легування важкими металами за малих концентрацій легуючої домішки призводить лише до перерозподілу інтенсивності елементарних ліній випромінювання, що обумовлено зміною концентрацій вже існуючих власних дефектів, переважно міжвузловин них атомів цинку та кисню. Причому основним параметром виступає іонний розмір та заряд відповідного атому домішки. Ця властивість використана при розробці люмінесцентних сенсорів іонів важких металів.Документ Поверхневий натяг молекулярних рідин у рамках підходу глобального ізоморфізму(2025) Маслечко, Анастасія Миколаївна; Maslechko, Anastasiia M.Маслечко А.М. Поверхневий натяг молекулярних рідин у рамках підходу глобального ізоморфізму. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії 104 – фізика та астрономія. Одеський національний університет імені І. І. Мечникова МОН України, Одеса, 2025. Дисертаційна робота присвячена спробі аналітично просто визначити температурну залежність поверхневого натягу на межі «рідина – пар» за допомогою підходу ізоморфізму з гратковим газом. Поверхневий натяг є найбільш яскравою властивістю рідини внаслідок просторової неоднорідності межі розділу фаз. Теоретичний опис такої ситуації є значно складнішим ще й через відсутність просторової симетрії. Підхід глобального ізоморфізму раніше був запропонований Кулінським для опису об’ємних характеристик фаз, зокрема, ним була відтворена бінодаль у координатах (𝜌, 𝛵) для широкої множини речовин, а також модельного флюїду з потенціалом взаємодії Леннарда-Джонса. Перевірка валідності і взагалі меж застосування перетворень глобального ізоморфізму до поверхневого натягу є однією із основних задач цієї роботи. Ця задача розв’язується з використанням даних як для модельних так і для реальних флюїдів. Пропонується використовувати термін «глобальних ізоморфізм», щоб підкреслити відмінність від відомого критичного ізоморфізму. Основною метою підходу є встановлення значень термодинамічних величин на всьому інтервалі температур співіснування рідинної і газоподібної фази, де існує і поверхневий натяг на межі рідина-пар. Також можна встановити ту множину речовин, для яких перетворення будуть мати універсальний характер, а отже і глобальний. Взагалі результати для поверхневого натягу є часто також індикатором адекватності рівняння стану, тому власне аналіз положень глобального ізоморфізму на прикладі поверхневого натягу може наблизити нас до нового рівняння стану. Відомий принцип відповідних станів (ПВС) ван дер Ваальса, вдосконалений у свій час Гуггенгеймом, відіграє важливу роль у формулюванні основних положень ізоморфізму з гратковими моделями. Це насамперед експериментальний закон («майже») прямолінійного діаметру та існування зено-елемента, дотичної до бінодалі у координатах (𝜌, 𝛵) прямої, що визначає одиничний фактор об’ємної стисливості. Дуже наочно ці емпіричні закономірності поєднуються у вигляді концепції трикутника рідинно-газового стану, розглянутого Апфельбаумом. Модель Ізінга вперше знаходить свою корисність при опису фазового переходу для намагніченості, точний розв’язок Онсагера у двовимірному випадку дає в нашому випадку при описі системи «рідина – пар» отримати температурну залежність коефіцієнта поверхневого натягу в двовимірному просторі. В даній роботі спочатку наведені методи кількісного опису поверхневого натягу та проблеми з цим пов’язані. Окрім експериментальних підходів наводиться еволюція уявлень про правильний опис коефіцієнта поверхневого натягу, який пізніше, ніж подібний йому тиск, отримав опис через міжмолекулярну взаємодію. За історичну точку відліку береться підхід Лапласа та теорія ван дер Ваальса, а точка розгалуження з методами сьогодення для нашої теорії лежить у підході Кірквуда-Бафа та Тріценберга-Цванціга. Сучасні методи багато в чому покладаються на машинну потужність, тобто фактично зводяться до різноманітних наближень для чисельного обчислення коефіцієнта поверхневого натягу зі складних інтегральних та диференціальних рівнянь. Ми ж будемо використовувати ізоморфізм з гратковим газом. Відповідно задача полягає в тому, щоб визначити аналітичний вираз для коефіцієнта поверхневого натягу граткового газу, його керуючі параметри та застосувати перетворення ГІ для них. Для аргументації вибраної методики спочатку демонструються принципи топологічної ізоморфності фазових діаграм для ізоморфної кубічної граткової моделі та реальних флюїдів. Замість традиційних у ПВС відношень до критичних параметрів температури і густини з’являються відповідно характерні температура і густина та параметр 𝑧, який залежить від типу системи і зокрема від розмірності простору. Характерні температура і густина визначають лінійний зено-елемент. Було розглянуто деякі результати для об’ємних властивостей, щоб розширити теоретичні перетворення на коефіцієнт поверхневого натягу. Загальний вигляд статистичної суми граткового газу, а саме властивість відокремленості її поверхневої складової від об’ємної, дозволив зробити сміливу заяву про рівність поверхневих натягів при збігу просторового масштабу. Причиною для використання ізоморфної моделі Ізінга є те, що вид функції Гамільтона граткової моделі у притягувальній складовій повертає взаємодію обернено пропорційну шостому степеню відстані, як і для потенціалу жорстких сфер або популярного для опису речовин потенціалу Леннарда-Джонса. Задачу про обчислення поверхневого натягу таким чином розглянуто не лише у тривимірному просторі, але і у двовимірному, адже там відомий точний розв’язок Онзагера. Для флюїдів практичне застосування таких систем знайдено в рамках, наприклад, вивчення термодинамічних властивостей моношару метану на графітовій підкладці. Передбачена знерозмірена теоретична критична температура для флюїду дорівнює 0.5 дозволила порівняти дані відомих комп’ютерних симуляцій для флюїду Леннарда-Джонса, в результаті отримано узгодження теорії і результатів машинних обчислень. Проаналізовано критичні амплітуди поверхневого натягу і густини, а також кореляційні довжини в моделі Ізінга та флюїду Леннарда-Джонса. Аналітичний вираз для поверхневого натягу у 2D, що базується на розв’язку Онзагера, в подальшому використовується як основа для побудови обчислювальної формули у тривимірному просторі, де для 3D флюїду запропонована модифікація підходу Вудбарі (J. Chem. Phys. 1972 57, 847). Для модифікації використовується формула Тріценберга–Цванціга, яка, як відомо, еквівалентна виразу Кірквуда–Бафа. Як наслідок, це дозволило відтворити правильну критичну асимптотику. Це призвело до появи просторового параметру з розмірністю довжини, названого «ефективною» товщиною, для якого також вказана необхідна асимптотика, що відповідає асимптотиці кореляційної довжини. Запропоновано фізичний зміст вказаного просторового розміру системи, для цього приведено незалежні міркування для граткового газу, а також для флюїду. Застосування співвідношення Орнштейна–Церніке привело до оцінки ефективної ширини, у ролі якої далі виступатиме кореляційна довжина. Вищезгадане співвідношення також дозволило вивести нижню оцінку для температури потрійної точки, що обмежує границі застосування методу глобального ізоморфізму знизу. Необхідність пошуку потрійної точки полягає у тому, щоб перетворення ізоморфізму залишалися адекватними, хоча за замовчуванням гратковий раз не має твердої фази. Розроблений метод для обчислення ширини поверхні не залежить від довільності правила “p/(1–p)“, де, наприклад, у правилі “10/90“ шириною міжфазної поверхні вважають відстань на профілі густини між точками, що відповідають області між густинами (100 + 10)% від газоподібної та (100 - 10)% від рідинної. Для наочності порівняння з результатами для ширин профілів густин також приводяться. Запропонований алгоритм знаходження для ефективної ширини через знерозмірену кореляційну довжину граткового газу та застосування перетворень ізоморфізму перевірено у двовимірному і тривимірному випадках. Це призвело до появи масштабного коефіцієнту апроксимації між кореляційними довжинами флюїду та граткового газу. У тривимірному просторі для флюїду Леннарда-Джонса введено єдиний параметр масштабування 𝑎, для узгодження з виведеною критичною амплітудою поверхневого натягу. В результаті ефективна амплітуда змінюється на всьому проміжку доступних температур не більше ніж на 10%. У теперішній теорії значення параметра апроксимації залежить від густини, і визначається наближенням, яке використовується для обчислення власного вектора Вудбарі. Насправді цей коефіцієнт є єдиним відповідним параметром теорії, який має чіткий фізичний зміст і може бути зафіксований за допомогою універсального співвідношення Фіска–Відома. Таким чином показано, що перетворення глобального ізоморфізму у випадку двовимірного і тривимірного флюїду Леннарда-Джонса, узгоджуються з експериментальними даними, потрібна лише відповідна зміна параметрів до характерної температури і густини і 𝑧, щоб отримати поверхневий натяг без будь-яких додаткових параметрів підгонки. Перевірка співвідношень для модельних систем відбувалася на наявних результатах комп’ютерних моделювань Hunter, Huіlі, Garrіdo, Najafі, Santra, Satіnath, Werth, Zeng, Mederos та інші. Для простих флюїдів, таких як флюїди типу аргону, спирти, вода, з бази даних NІST проведено порівняння температурних залежностей для коефіцієнта поверхневого натягу з теоретичними здобутками. Проведено також перевірку оцінки для потрійної точки. На основі цих даних введено збірне поняття «ізінгівських флюїдів», на які розповсюджуються можливість обчислення термодинамічних характеристик через ізоморфізм з гратковим газом. Дані розрахунків представлені графічно і у вигляді таблиць, що підтверджують аргументацію щодо інтервалу температур. Помічено, що для речовин з невиконаними законом прямолінійного діаметра або помітною несиметричною просторовою симетрією, опис за допомогою ізоморфної кубічної гратки перестає бути адекватним. Вей показав, що введення ацентричного фактора Пітцера може покращити результат.Документ Детальна морфологія скупчень Галактики(2023) Ємельянов, Станіслав Ігорович; Yemelianov, Stanislav I.Дисертацiя на здобуття наукового ступеня доктора філософії 104 – фізика та астрономія. Одеський нацiональний унiверситет iменi I. I. Мечникова МОН України, Одеса, 2023. Дисертаційна робота присвячена детальному дослідженню внутрішньої структури скупчень галактик, включаючи їхню морфологію, підструктури та вирівнювання галактик відносно оточення у двовимірному випадку. Дослідження базується на статистичному аналізі та використанні спеціально розробленого здобувачем під час виконання дисертаційного дослідження програмного забезпечення для аналізу розподілу галактик у скупченнях. Основні цілі включають в себе виявлення областей підвищеної щільності у скупченнях, класифікацію скупчень галактик за їхньою морфологією згідно з формою та розташуванням цих областей. Також ціллю дослідження був аналіз орієнтацій зображень галактик у скупченнях відносно знайдених підструктурах та/або всього скупчення. Сучасні уявлення про еволюцію Всесвіту, зокрема утворення його великомасштабної структури, ґрунтуються на теоретичних дослідженнях, комп’ютерних багаточастинкових симуляціях та порівнянні результатів із розподілом речовини, що спостерігається. Особливості скупчень галактик, що спостерігаються, є одним з основних напрямів фундаментальних досліджень в галузі спостережної космології. Великі астрофізичні огляди неба, починаючи з POSS (Огляд неба Паломарської обсерваторії), містять інформацію про мільйони галактик. На основі цих оглядів були створені каталоги скупчень та надскупчень галактик. Скупчення галактик є значущими елементами великомасштабної структури Всесвіту, та, водночас, найбільшими віріалізованими системами у доступному для спостереження Всесвіті. Спостережною базою дисертаційного дослідження є «Каталог скупчень та груп галактик», який було створено Панько та Фліном на базі списку галактик Мюнстерського червоного огляду неба (Muenster Red Sky Survey, MRSS), автори Унгруе та ін. В свою чергу, список галактик є одним з результатів оцифровки та ретельного аналізу 217 астронегативів Європейської південної обсерваторії, які охоплюють приблизно 5 тисяч квадратних градусів південного неба з галактичною широтою b < – 45°. Дисертаційне дослідження виконувалося відповідно до плану науково-дослідних робіт Одеського національного університет імені І. І. Мечникова в межах кафедральної тематики (без цільового фінансування), науково-дослідна тема № 303 «Морфологія та динаміка багатокомпонентних космічних систем», наказ ОНУ імені І. І. Мечникова №1730-18 від 22.09.20, номер державної реєстрації 0120U104575.Документ Глобальний iзоморфiзм Юкавiвських флюїдiв та моделi Iзiнга(2023) Катц, Андрій Михайлович; Katts, Andriy M.Дисертацiя на здобуття наукового ступеня доктора фiлософiї 104 – фiзика та астрономiя. Одеський нацiональний унiверситет iменi I. I. Мечникова МОН України, Одеса, 2023. Дисертацiйна робота присвячена дослiдженню рiвноваги рiдина-пара флюїдiв iз мiжчастинковою взаємодiєю притягнення юкавiвського типу + жорстке ядро, т.з. HCAYF (та його узагальнень) у розмiрностях 2 та 3 на основi пiдходу т.з. Глобального Iзоморфiзму. Останнiй грунтується на припущеннi про взаємооднозначну вiдповiднiсть мiж станами граткового газу (дискретна модель, що точно iзоморфна до моделi Iзiнга) та молекулярного флюїду. Така вiдповiднiсть, при умовi виконння закону прямолiнiйного дiаметра, може бути формалiзована у виглядi однопараметричного проективного перетворення у площинi густина-температура. Ми поширюємо на HCAYF цей пiдхiд, який ранiше було застосовано до флюїдних систем з леннард-джонсiвським типом взаємодiї. Зокрема, у попереднiх роботах було показано, що параметр проективного перетворення може бути знайдений, спираючись на однорiднiсть притягувальної частини потенцiалу, та знайдено, що у випадку 3𝐷 𝑧 = 1/2 i 𝑧 = 1/3 у 2𝐷. Фактично, стале значення цього параметру дало змогу розширити принцип вiдповiдних станiв та встановити ширший клас термодинамiчної подiбностi, нiж той, що встановлює рiвняння ван-дер-Ваальса. Також це дало змогу передбачити безрозмiрнi значення критичної температури, густини та тиску для систем iз вказаним типом взаємодiї. Окрiм цього, були описанi температурнi залежностi коефiцiєнту поверхневого натягу, спираючись на можливiсть встановити вiдповiднiсть мiж флюїдом та дискретною моделлю. Iдея узагальнення принципу вiдповiдних станiв, але без обговорення зв’язку з моделлю граткового газу, ранiше висувалась Фiлiпповим та була розвинута у роботах Апфельбаума та Воробйова на основi концепцiї трикутника рiдинно-газових станiв. При вiдповiдному нормуваннi бiнодальнi данi для широкого набору реальних та модельних систем можна вписати у єдиний трикутник. Принципова вiдмiннiсть у пiдходах полягає у виборi базового елементу i вiдповiдних одиниць нормування. Концепцiя рiдинно-газового трикутника у якостi нормувальних множникiв для температури та густини обирає температуру й густину точки Бойля та базується на гiпотезi, що Зено лiнiя може розглядатись як дотична до продовження рiдкої гiлки бiнодалi за потрiйну точку при 𝑇 → 0. Щоправда, у недавнiх роботах по моделюванню 2𝐷 систем автори концепцiї вказували, що ця лiнiя не є дотичною до бiнодалi. На початку дисертацiї розглянуто загальнi iдеї Глобального iзоморфiзму та показано основнi спiввiдношення мiж термодинамiчними функцiями флюїду та граткового газу. Далi запропоновано наближення для прямої кореляцiйної функцiї та отримано рiвняння, що дає можливiсть визначити параметр проективного перетворення в рамках цього наближення. Показано, що хоча дане рiвняння не може бути розв’язане аналiтично його, можна спростити використавши наближення ван-дер-Ваальса для другого вiрiального коефiцiєнту. У цьому ж роздiлi розглянуто квантовi поправки до величин, що визначають бiнодаль флюїду в рамках пiдходу глобального iзоморфiзму. Визначено, що додавання слабкого притяжiння мiж частинками, зумовлене квантовою статистикою Бозе-Айнштайна, призводить до збiльшення симетрiї бiнодалi, як i слiдує з фiзичних мiркувань. Дiйсно, при розглядi суто квантових систем замiна "частинка-дiрка"не має впливати на властивостi системи, зокрема цей факт найкраще iлюструє бiнодаль граткового газу, що є симетричною вiдносно прямої 𝑥 = 1/2. Наступна частина дисертацiї присвячена застосуванню пiдходу до юкавiвського флюїду. Потенцiал Юкави у порiвняннi з потенцiалом Леннард-Джонса має деякi особливостi. Зокрема, неоднорiднорiднiсть притягувальної частини змушує застосовувати принципово новий пiдхiд для визначення параметру проективного перетворення. Iнша важлива особливiсть - це наявнiсть границi стабiльностi переходу рiдина- пара, оскiльки цей потенцiл є надто короткодiючим при досить малих значеннях довжини екранування 1/𝜆. У цьому випадку, як показано у рiзних роботах, зокрема у Хагена та Френкеля (Hagen, Frenkel), рiдка гiлка бiнодалi зникає. Зрозумiло, що така ситуацiя не дає можливостi застосувати пiдхiд глобального iзоморфiзму. У зв’язку з цим постало питання про межi застосування пiдходу та, на основi цього, отримання спiввiдношень, що можуть розглядатись як маркери порушення стабiльностi рiдини.Такi спiввiдношення були отриманi для параметрiв Зено-елементу 𝑇* , 𝜌*, що є дотичною до рiдкої гiлки бiнодалi, а саме порушення умови 𝑇* < 𝑇𝑐 та асимптотична поведiнка 𝜌* → ∞. Тут варто вiдмiтити, що класичний пiдхiд, при якому рiдинно-газовий трикутник будується на температурi та густинi Бойля, не дає можливостi робити передбачення щодо зникнення рiдкої гiлки бiнодалi, тому класична Зено лiнiя не може розглядатись як дотична до кривої спiвiснування. Такий результат слiдує також з поведiнки лiнiї критичних точок при рiзних способах нормування температури та густини. Виявляється, що при нормуваннi на параметри Бойля лiнiя критичних точок залишається прямою далеко за межею стабiльностi 𝜆 ≳ 6, у свою чергу, при виборi 𝑇* , 𝜌* у якостi нормувальних множникiв лiнiя критичних точок пряма лише за умови 𝜆 < 6 Розвинений пiдхiд для отримання параметру проективного перетворення з використанням функцiї Майера як наближення для прямої кореляцiйної функцiї дає можливiсть теоретично визначити залежностi критичної густини та температури юкавiвського флюїду. Отриманi теоретичнi залежностi 𝑇𝑐(𝜆) , 𝜌𝑐(𝜆) добре описують наявнi данi комп’ютерних симуляцiй при не надто великих значення 𝜆. Вiдмiтимо також, що наявнi данi комп’ютерних симуляцiй юкавiвського флюїду при 𝜆 ≲ 1 можуть бути узагальненнi з використанням наближення середнього поля при вiдповiднiй симетризацiї, тобто симетризованi данi можна накласти на бiнодаль Кюрi-Вейса. При бiльших значеннях купол бiнодалi стає бiльш плоским, тому апроксимацiя середнього поля не пiдходить. Аналiз поведiнки параметрiв Зено-елементу виявляє зникнення стабiльної рiдкої фази та показує, що цей ефект є наслiдком двох особливостей потенцiалу, а саме наявнiсть жорсткого ядра та швидке зменшення радiусу взаємодiї. Дiйсно, якщо радiус взаємодiї мiж частинками надто малий, то вони не утворюватимуть конгломерацiї, або цi об’єднання будуть нестiйкими, що призведе до неможливостi iснування стабiльної рiдкої фази. Розрахунок параметрiв 𝑇* , 𝜌* для потенцiалу Сазерленда, що екранований Юкавою, демонструє наявнiсть асимптотичної поведiнки 𝜌* → ∞. Така поведiнка свiдчить про зникнення рiдкої фази при такому типi взаємодiї також. Останнiй роздiл дисертацiї присвячено апробацiї пiдходу глобального iзоморфiзму на двовимiрнi плiвки з юкавiвським та леннард-джонсiвським типами взаємодiї. Показано, що данi комп’ютерних симуляцiй юкавiвських флюїдiв можуть бути описанi з використання бiнодалi Онзагера, до якої застосоване перетворення глобального iзоморфiзму. При значеннях 𝜆 = 1 та 𝜆 = 1.8 iснує стабiльний перехiд рiдина-пара. Роботи по симуляцiї фазової дiаграми HCAYF демонструють порушення стабiльностi рiдинної фази при збiльшеннi значення 𝜆 (Hagen M. H. J., Frenkel D. Determination of Phase diagrams for the hard- core attractive Yukawa system; Dijkstra M. Phase behavior of hard spheres with a short-range Yukawa attraction; Interfacial and coexistence properties of soft spheres with a short-range attractive Yukawa fluid: Molecular dynamics Simulations / Minerva Gonzalez-Melchor, Gregorio Hernandez-Cocoletzi, Jorge Lopez-Lemuset al.), проте не наводять критерiїв, за якими можна оцiнити це значення. Iснуючi теоретичнi пiдходи, заснованi на рiзних схемах замикання рiвняння Орнштейна-Цернiке, потребують громiздкого чисельного розв’язку нелiнiйних рiвнянь яке, звiсно, залежить вiд типу замикання (Hoye J.S., G. Stell G. Ornstein-Zernike equation for a two-Yukawa c(r) with core condition; Thermodynamically self-consistent theories of fluids interacting through short-range forces / C. Caccamo, G. Pellicane, D. Costa et al. Gazzillo Domenico, Pini Davide. Self-Consistent Ornstein-Zernike Approx- imation (SCOZA) and exact second virial coefficients and their relationship with critical temperature for colloidal or protein suspensions with shortranged attractive interactions) Розрахунки, приведенi у третiй главi дисертацiї, свiдчать, що у 2𝐷−випадку юкавiвська рiдина втрачає стабiльнiсть при значеннi 𝜆 ≈ 8, що є оцiнкою зверху. Уточнення цього значення можливе при розглядi обох (𝜌* → ∞, 𝑇* → 𝑇𝑐) критерiїв порушення стабiльностi. У деяких роботах з моделювання HCAYP використовують степеневу залежнiсть для вiдштовхування, так зване пом’ягшення потенцiалу (SCAYP), що призводить до збiльшення ефективної вiдстанi взаємодiї мiж частинками, розширює межi iснування стабiльної рiдини. Поведiнка параметрiв Зено-елементу HCAYF та SCAYF демонструє збiльшення критичного значення 𝜆, при якому густина 𝜌* → ∞, що пiдтверджує попереднiй аналiз. Далi продемонстровано зв’язок мiж критичними параметрами об’ємного та поверхневого флюїдiв. Пiдхiд глобального iзоморфiзму дає можливiсть пов’язати цi величини при наявностi параметру проективного перетворення 𝑧, який можна оцiнити з використанням наближень для прямої кореляцiйної функцiї. В кiнцi останнього роздiлу показано, що вiдношення, якi є наслiдком перетворень глобального iзоморфiзму для потенцiалу Леннард-Джонса виконуються, для ряду реальних речовин, таких як благороднi гази та метан.Документ Оптичні і люмінесцентні властивості гетерогенних систем на основі напівпровідникових квантових точок і металевих наночастинок(Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, 2022) Вергелес, Клара Олександрівна; Verheles, Klara O.; Вергелес, Клара АлександровнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 104 «Фізика та астрономія» (10 «Природничі науки»). – Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, Одеса, 2022. Дисертацію присвячено вивченню впливу технологічних параметрів синтезу квантових точок сульфіду кадмію на оптичні і люмінесцентні властивості, а також дослідженню гетеросистем, що включають квантові точки та люмінесцентні барвники, а також квантові точки та наночастинки срібла. Досліджувані зразки отримані методом колоїдної хімії. Вивчення впливу технологічних параметрів синтезу на оптичні і люмінесцентні властивості квантових точок (КТ) сульфіду кадмію, а також дослідження фотофізики гібридних асоціатів на основі колоїдних КТ, мають фудаментальний і прикладний характер. На основі золь-гель техніки розроблені методи синтезу колоїдних КТ CdS в желатині з середніми діаметрами 4-10 нм розмірно - залежними оптичними властивостями, композитів на основі КТ CdS з наночастинками срібла і молекулами барвників. Встановлено, що для розуміння механізму утворення дефектів в нанокристалах (НК) CdS при їх синтезі в водних розчинах солей потрібно враховувати результат протікання процесу гідролізу і залежність його продуктів від величини рН розчину. Визначено, що спектр люмінесценції вирощених колоїдних КТ CdS, є чутливим до параметрів процесу синтезу. Встановлено залежність спектрів випромінювання КТ CdS від величини рН розчину, стехіометрії. Показано, що за рахунок оптимального вибору параметрів синтезу можливо передбачити відповідний спектр люмінесценції. Вперше встановлено залежність спектрів люмінесценції КТ CdS від додавання речовини з різним рН до виготовлених зразків колоїдного розчину КТ CdS. Цей факт свідчить про можливе практичне застосування колоїдних КТ CdS для створення рН-сенсорів на їх основі. Виявлено трансформацію спектра фотолюмінесценції (ФЛ) КТ в результаті впливу барвників метиленового блакитного (МБ) і акридинового жовтого (АЖ) на фотолюмінесценцію КТ CdS. Показано, що спектр люмінесценції КТ CdS - барвник залежить від співвідношення між спектрами випромінювання КТ CdS та спекрами поглинання барвників. Механізм, що обумовлює трансформацію контура спектра ФЛ КТ CdS пов'язаний з процесами перенесення енергії від НК CdS до барвників. При дослідженні впливу срібла на ФЛ КТ CdS виявлено підсилення фотолюмінесценції КТ та залежність коефіцієнта підсилення від концентрації наночастинок (НЧ) срібла, а саме, при малій кількості срібла спостерігається підсилення люмінесценції і гасіння люмінесценції – при збільшенні концентрації. Механізм впливу НЧ срібла на інтенсивність люмінесценції КТ пояснюється з точки зору впливу концентрації срібла на співвідношення ефектів поглинання і розсіювання цими частинками. Наночастинки металу в стані плазмонного резонансу беруть участь в двох процесах - вони поглинають і розсіюють світло. При поглинанні посилення люмінесценції не буде спостерігатися. При зменшенні відстані між частинками поглинання переважає над розсіюванням. Зі збільшенням концентрації НЧ срібла їх густина збільшується і вони переважно поглинають енергію плазмонів, що веде до ослаблення ефекту посилення.Документ Фотоіндуковані фізико-хімічні процеси та їх сенсибілізація у мікросистемах «ядро – галогенсрібна оболонка»(Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, 2018) Жуков, Сергій Олександрович; Жуков, Сергей Александрович; Zhukov, Serhii O.У дисертаційній роботі методами загальної та спектральної сенситометрії, низькотемпературної люмінесцентної спектроскопії з розділенням по часу, електронної мікроскопії, спектрів поглинання, спектрів відбиття розглядається склад центрів світлочутливості та пов’язаний с цим складом механізм люмінесценції емульсійних микрокристалів (ЕМК) AgBr(I) розподілених у різних зв’язуючих середовищах. Розглянуто механізми світіння ЕМК AgBr(I) при фотозбудженні галогеніду срібла (випадок стоксової люмінесценції) та фотозбудженні адсорбованого на поверхні ЕМК AgBr(I) барвника у різних агрегованих станах (випадок антистоксової люмінесценції). Вказані механізми самодесенсибілізації I-го та II-го типу що обумовлено взаємодією молекулярного та агрегованого барвника. Встановлено можливість проведення хімічної сенсибілізації після спектральної, у тому числі з газової фази. Люмінесцентними та абсорбційними методами встановлено взаємодію нанокластерів (Ag2S)n і (Ag2O)m розташованих на поверхні ЕМК AgHal з барвниками у різних агрегованих станах. Розглянуто випадок спектральної сенсибілізації гетерофазних мікросистем (ГМС) «CaF2 - ядро AgBr - оболонка», коли барвник знаходиться на внутрішній поверхні світлочутливої оболонки та викликає розширення спектрального діапазону сенсибілізації у довгохвильову частину спектру за рахунок зняття ефекту самодесенсибілізації барвника. Проведена спектральна сенсибілізація внутрішньої та зовнішньої поверхні світлочутливої оболонки різними барвниками. У порівнянні спектросенситометричних та люмінесцентних даних ГМС «CaF2 - ядро AgBr -оболонка» та мікросистем «AgBrI - ядро AgBr - оболонка» встановлено, що зарощування аніонного барвника світлочутливою оболонкою обумовлено двовалентною катіонною підсистемою ядра. У випадку мікросистеми «AgBr(I) -ядро AgBr - оболонка» катіонні складові ядра та оболонки не відрізняються і тому барвник витискується на зовнішню поверхню оболонки.