Обзор и анализ методов исследования поведения многофазных систем в динамических процессах

Аннотация

Статья посвящена исследованию механизмов взаимодействия микронных и субмикронных частиц в многофазных системах при быстрых динамических процессах (в том числе при ультразвуковом воздействии). Актуальность работы определяется ограничениями существующих методов, которые позволяют получать лишь статистические характеристики дисперсной фазы, не обеспечивая прямого измерения сил и динамики взаимодействия отдельных частиц. Рассмотрены методы скоростной киносъёмки и Particle Image Velocimetry для наблюдения движения частиц с высокой частотой кадров, а также оптические пинцеты, позволяющие фиксировать частицы в заданных положениях и задавать начальные условия эксперимента. Рассмотренные результаты демонстрируют возможность количественной оценки сил взаимодействия пар частиц, учёта влияния фазовых переходов, термокапиллярных эффектов и ультразвуковых воздействий. Проведённый обзор отечественных и зарубежных исследований подтвердил эффективность оптических пинцетов для анализа коагуляции, динамики и деформации дисперсных систем. Разработанные подходы могут быть использованы в физике коллоидов, биофизике, фармацевтике, химии и технологии полимеров.