Физикохимици демонстрират вълнообразната природа на ван дер Ваалсовите сили

Според международен екип от физикохимици, воден от професор Александър Ткаченко от Университета на Люксембург, междумолекулните взаимодействия, известни като Ван дер Ваалсови сили, имат вълнообразна природа.
Van-der-Waals-Forces.jpg

Молекулите се привличат, когато се намират на определено разстояние, но се отблъскват, ако са твърде близо една до друга. Силите на привличане се наричат Ван дер Ваалсови сили на взаимодействие.

Кръстени на холандския учен Йоханес Дидерик ван дер Ваалс, тези сили са много по-слаби от химичните връзки и лесно се разпадат при случайно термично движение при стайна температура.

“В най-простия случай, може да си представите две вериги от атоми и да идентифицирате точки от тези вериги, които се привличат помежду си” – казва професор Ткаченко.

“Обикновено, за да изчислите Ван дер Ваалсовата енергия, е необходимо просто да сумирате всички тези двойки.”

“Но ние демонстрирахме, че при реалистични разстояния между материалите, в нано-мащаб, това не е така.”


РЕКЛАМА:

***

Професор Ткаченко и колегите му са показали, че тези взаимодействия трябва да бъдат разглеждани по-скоро като сдвоявания между вълни, отколкото като взаимно привличане между частиците.
“Това значително повлиява начина, по който мислим за тези взаимодействия” – казва той.

Проучването, публикувано в Science, вероятно ще има голямо значение за материалознанието.

“През последните две десетилетия, учените са успели да променят свойствата на съществуващи материали, чрез включване на наноматериали, например – те са повишили проводимостта на някои полимерни композити.”
“За да разберете всички свойства на подобни нанокомпозити, трябва да разберете как те се самосглобяват на нано-ниво. А то се дължи главно на Ван дер Ваалсовите взаимодействия” – казва професор Ткаченко.

Тъй като тези сили са важни при много индустриални приложения, като производството на нанокомпозити, тази работа може да има голямо влияние върху подобряването на производствените техники в областта.
“Тази работа предлага както качествено правилна концептуална рамка за описване на Ван дер Ваалсовите сили на нано-ниво, така и количествено точна изчислителна рамка за предсказване на това как тези повсеместни взаимодействия повлияват физичните и химични свойства на материята” – казват съавтора д-р Роберт Дистасио младши от Cornell University.

Превод: Росица Ташкова
Източник: http://www.sci-news.com/


Европейска нощ на учените 2022 г.: