Свойства жидкого стекла и его применение: Область применения и методы использования жидкого стекла

что это и для чего используют

В строительной сфере применяют всевозможные растворы, чтобы выполнить качественную подготовку поверхности, любо создать надежное сцепление материалов. Производители стараются разрабатывать больше средств, которые помогут облегчить работу, а также будут отличаться надежностью и прочностью. Уже давно было разработано жидкое стекло, которое за годы активной эксплуатации не потеряло популярности. Так как сочетает в себе качество и уникальные свойства, необходимые при разных работах. Подробно о том, почему так ценится данный материал, и как его правильно использовать будет рассказано далее.

Содержание

• Основные характеристики жидкого стекла
• Использование в строительстве
  • Применение в строительных растворах
  • Изоляционные свойства
• Инструкция по замешиванию
• Нанесение жидкого стекла
• Достоинства
• Недостатки
• Особенности его хранения
• Подведем итоги
• Видео: Жидкое стекло на бетон своими руками

Основные характеристики жидкого стекла

Нанесение жидкого стекла на поверхность сопровождается его глубоким проникновением в поверхность основания, где оно выделяет всю влагу, увеличивая вязкость и плотность материала. Основным свойством, за которое ценится данный раствор, это как раз таки обеспечение прочности сцепления.

Когда силикатная составляющая применяется в качестве добавки в растворы, то это помогает получить водоотталкивающие свойства, также служит антисептическим средством, предотвращая образование плесневелых и грибковых образований. Может снять статическое напряжение, увеличивает уровень плотности по плоскости, впитываясь в структуру, создавая барьер от воздействия кислот.

Так можно выделить следующие технические характеристики состава:

• Влагоотталкивающее, создает надежный барьер от проникновения в материал жидкостей;
• Антистатическое, убирает статическое напряжение;
• Огнеупорность, состав не возгораемый, повышает пожаро-защищенность материалов;
• Термоизоляционные, удерживает тепло в материале;
• Антигрибковое, может бороться с имеющимися плесневелыми и грибковыми образованиями, и предотвращать их появление;
• Отверждающим средством, закрывает пористые поверхности, возможно применение на бетоне, камне, дереве и иных подобных материалах, чтобы перекрыть поры.

Нанесение жидкого стекла на поверхность сопровождается его глубоким проникновением в поверхность основания.

Использование в строительстве

В строительстве использование средства весьма популярно, связано это с перечисленными выше положительными свойствами, при этом применяется состав для разнообразных видов работ. Можно выделить следующие области использования:

• Окрашивание и гидроизоляционные работы с фундаментами из бетона. Для получения данного эффекта, следует часть жидкого стекла смешать с двумя частями воды. Наносить требуется полученный состав на поверхность кисточкой, требуется сделать двухслойное покрытие. Каждый слой должен полностью просохнуть до обработки вторым;
• Для покрытия подвалов и цокольных этажей, с целью защиты от влаги, тогда раствор готовится так же, как в предыдущем случае, но нанесение производится несколькими слоями, чтобы получить лучшую защиту;
• Добавление средства в строительные растворы, чаще всего выбирается именно эта область применения;
• Гидроизоляционные работы в бассейне, жидким стеклом пользуются, как качественным барьером между основанием и водой, наносить средство нужно также двумя слоями;
• Использование в составе затирочной смеси для плиточного покрытия, чтобы получить затирку с защитой от грибка и плесени. Потребуется часть силиката добавить на три части затирочного раствора;
• Разбавление цемента с жидким стеклом, чтобы получить клеевой раствор, который будет создавать качественно соединение компонентов между собой, при этом просушка будет происходить быстрыми темпами;
• Выбирается как клеевой раствор для укладки линолеума, ковролина и иных напольных материалов.

Чаще всего жидкое стекло выбирается для добавления в строительные растворы.

Применение в строительных растворах

Добавление в растворы силикатного компонента связано с желанием повысить влагоустойчивость материала. Обычно используются, чтобы добавить в бетонную конструкцию. Предпочтительно подобная добавка для сооружений, где условия эксплуатации предполагают постоянную повышенную влажность, цементный раствор будет более устойчивым, поэтому долговечность всего строительного объекта увеличится.

Если смешать цемент, песок, а также силикат без разбавления, то готовится состав, отличающийся высокой степенью сцепляемости, а также быстрым схватыванием.

Средство будет по свойствам сравнимо с алебастром.

В связи с этим рекомендуются использовать средство для нижеописанных растворов:

• Постройка фундамента на поверхности, где грунтовые воды, расположены вблизи;
• Строительство и отделка конструкций, которые находятся под землей;
• Отделка поверхности дымоходов печей, из камня с наружной стороны;
• При сборке конструкций здания с повышенными показателями влажности – бани, сауны, бассейнов;
• При укладке декоративных элементов на территории участка, к ним относят водоемы, пруды и т.п.

Свойство средства создавать антигрибковое воздействие, предполагает его добавление в бетон. Когда применяется состав для работ на уличной стороне, то используют 10% силикатного вещества от общей массы. Соотношение песка и цемента делается 1 к 2.

Для цокольных этажей и подвалов, можно использовать раствор с жидким стеклянным средством для того, чтобы покрыть не только напольное покрытие, но также стены, потолок.

Тогда следует соблюдать пропорцию 1 к 10.

Добавление в растворы силикатного компонента связано с желанием повысить влагоустойчивость материала.

Изоляционные свойства

Средство востребовано для областей, где требуется повысить защиту материала от воды. Тогда его применяют как компонент гидроизоляционного раствора. По технологии, чтобы использовать отдельно только раствор жидкого стекла, его следует разбавить в воде, тогда берется одна часть вещества и четыре части воды.

Однако нужно знать, чтобы после обработки окрасить поверхностный стеклянный слой не получится. Гладкий слой не дает сцепиться краски с основанием.

Если собираются повысить влагоотталкивающие свойства бетонного материала, то смешение предполагается пропорцию 1 к 8. Можно применить раствор силиката натрия, чтобы обработать стенки колодцев. Тогда проводится двухслойная защита, первый слой подразумевает использования только жидкого стекла, а вот второй уже включает бетонный раствор с силикатом натрием.

Если собираются повысить влагоотталкивающие свойства бетонного материала, то смешение предполагается пропорцию 1 к 8.

В бассейне требуется наносить толстую защиту раствором. При этом возможно покрытие и внешней стороны конструкции, и внутренней, чтобы получить влагозащиту со всех сторон, спася сооружение от быстрого разрушения.

Для бытового пользования жидкое стекло также часто выбирается. Нанесение жидкого стекла на стекло, поможет получить надежное склеивание, если предмет, например стол, треснул, применимо средство и для фарфорных, пластиковых, деревянных материалов. В огородах применяется состав для защиты плодоносный деревьев.

В бассейне требуется наносить толстую защиту раствором. При этом возможно покрытие и внешней стороны конструкции, и внутренней, чтобы получить.

Инструкция по замешиванию

Обработка жидким стеклом в чистом виде поверхностей проводится не часто. Обычно оно добавляется к другим компонентам, чтобы улучшить их свойства. Можно выделить следующие варианты приготовления растворов:

• Грунтовочный состав. Подходит для грунтования разных поверхностей, которые требуют защиты от влаги. Цементная смесь смешивается с таким же количество силиката натрия, также для раствора нужна вода. Первым делом соединяют воду с цементом, выглядеть в результате смесь должна жидкой, такой чтобы можно было ее наносить кисточкой или валиком. Когда цемент размешается с водой, уже вводится силикатный компонент. Чтобы лучше смешать все ингредиенты, желательно применять миксер или дрель с насадкой для растворов. Время застывания средства короткое, длится примерно полчаса, если не успевают использовать все, можно добавлять воду, но немного;
• Для гидроизоляции перемешивается песок, портландцемент и жидкое стекло. По соотношению делают равные части каждого компонента;
• Для получения огнеупорного свойства, разводят песок с цементом. Песок нужно брать чистый. На три части песка добавляется часть цемента, и 20% силикатной составляющей от полученной массы, заклеенный состав подходит для печей и каменных дымоходов;
• Чтобы получить покрытие для защиты от биологических образования, компонент смешивается с водой в равном соотношении, подходит для нанесения на дерево, штукатурный слой, бетонное основание;
• Для повышения прочностных характеристик материала, 400 грамм жидкого стекла разбавляют литром воды.
  Наносить полученный раствор требуется минимум в два слоя, лучше в три, дожидаются просушки каждого слоя, перед последующей обработкой.

Основной принцип смешения заключается в первоначальном соединении сухих элементов, следом вводят жидкие ингредиенты. Состав должен быть однородным по структуре, а также подвижным. Можно создать универсальный раствор, который будет состоять из литра стеклянного компонента и 10 кг смеси.

Чтобы получить покрытие для защиты от биологических образования, компонент смешивается с водой в равном соотношении, подходит для нанесения на дерево.

Нанесение жидкого стекла

Обязательно изучение рекомендации производителя средства, у разных марок могут быть свои нюансы использования. Но чаще всего применение заключается в следующих действиях:

1. С основания необходимо убрать все типы загрязнений, а также старую отделку, которая плохо держится.
2. Наносится грунтовочный раствор.
3. Выжидают полчаса-час для просушивания основания, и наносят следующий слой грунтовочной смеси.
4. На полностью высохшую поверхность можно наносить жидкое стекло, при этом готовить выбранный тип раствора следует небольшими порциями, ведь средство отличается быстросохнущим схватыванием, поэтому для использования будет максимум тридцать минут.
5. Инструментом для работы служит шпатель, требуется распределить средство тонким слоем.
6. Перед началом эксплуатации обработанного объекта, выжидают минимум сутки, чтобы процесс кристаллизации слоя завершился полностью. Время ожидания может увеличиться, оно зависит от типа применяемого раствора. В этот период избегают оказания на поверхность механического воздействия.

На полностью высохшую поверхность можно наносить жидкое стекло, при этом готовить выбранный тип раствора следует небольшими порциями.

Достоинства

Способов применить жидкое стекло огромное количество, его выбирают для разных растворов и поверхностей, причиной этому являются преимущества данного средства:

• Отличается высоким пластичным свойством, поэтому хорошо покрывает поверхности, заполняя поры;
• Высохший слой выделяется высоко прочностным свойством и высоким уровнем сцепляемости;
• Износостойкость, срок службы слоя равен 5 годам;
• Пленкообразный слой, создаваемый средством, не пропускает воду;
• Приемлемая стоимость, а также низкий расход;
• Безопасность для здоровья человека, можно использовать его даже в детских.

Высохший слой выделяется высоко прочностным свойством и высоким уровнем сцепляемости.

Недостатки

Однако среди всех достоинств выделяется и пару недостатков средства. Можно отметить быстроту застывания средства, что требует от мастера скорости использования. Это также затрудняет понимание, какие зоны остались необработанными, в каком количестве стоит нанести средство на определённую зону. Нельзя использовать для кирпича, органические типы материалов. Не получится покрасить слой жидкого стекла.

По этим причинам, часто проще для нанесения средства нанимать профессионалов. Иначе можно зря израсходовать компонент, и не получить качественную обработку поверхности. Но, конечно, это сопровождается тратами на оплату услуги специалистов.

Можно отметить быстроту застывания средства, что требует от мастера скорости использования.

Особенности его хранения

Хранение должно проходить в складском помещении, или в другом недоступном для детей месте. Обязательно упаковка плотно закрывается. Если состав замерзнет, то после оттаивания свойства стекло не потеряет. Также после долгого хранения можно заметить на дне емкости белый налет, он не является признаком порчи состава. По указаниям производителей храниться средство может 1 год после производства. Не стоит использовать просроченный продукт.

Хранение должно проходить в складском помещении, или в другом недоступном для детей месте.

Подведем итоги

В итоге можно отметить, что жидкое стекло это отличное средство, которое дает возможность получить водоотталкивающий слой на разных поверхностях. Кроме того оно огнеупорное, антисептическое и термоизоляционное. Востребован компонент для улучшения свойств разных растворов. Важно при приготовлении раствора соблюдать пропорции ингредиентов, использовать его оперативно, чтобы он не успел потерять своих свойств.

Жидкое стекло — это отличное средство, которое дает возможность получить водоотталкивающий слой на разных поверхностях.

Самой популярной сферой применения является гидроизоляция разных поверхностей. Применение жидкого стекла, возможно, внутри дома из-за его безвредности, но также слой выдерживает и внешние воздействия, поэтому может считаться универсальным.

Видео: Жидкое стекло на бетон своими руками

Применение жидкого стекла: разновидности и свойства материала

Главная » Ответы эксперта

Содержание

1. Как оценивается качество жидкого стекла
2. Калиевое стекло
3. Натриевое стекло
4. Общие свойства жидкого стекла
5. Растворимое стекло в строительстве
6. Заключение

Жидким стеклом или силикатным клеем называют растворённое в воде стекло. Оно может изготавливаться из натрия или калия путём их плавления с известью и/или кремнием, в результате которого получается полупрозрачная стекловидная масса. Бывают ещё варианты на основе лития или комбинации нескольких веществ, но применение жидкого стекла в этом случае ограничено его более высокой стоимостью. Рассмотрим более популярные варианты материала.

Внешний вид растворимого стекла

Как оценивается качество жидкого стекла

Формула растворимого стекла выглядит вот так: Na2O*mSiO2. В первой части фигурирует окись вещества, которое подвергается расплаву, а во второй части участвует, так называемый, модуль стекла (m) – соотношение количества молекул кремнезёма к 1 грамм молю основного вещества (калия или натрия).

Для натриевого стекла этот модуль варьируется в пределах 2-3,5, а у калиевого он выше — до 4,5. Это значит, что у калиевого стекла и клеящие свойства лучше, и кислотоустойчивость выше, так как именно соотношение окисей и характеризует основные свойства материала, а так же влияет на его стоимость и сферу применения.

Калиевое стекло

Растворимое стекло на основе калия

Так как у калиевого стекла более высокие адгезионные показатели, в общестроительных работах его не применяют — это повышало бы их себестоимость. В основном его используют в качестве вяжущего вещества при изготовлении силикатных красок, штукатурок и поташа (карбоната калия).

Что такое поташ

Поташ является одним из ингредиентов высококачественного оптического стекла и применяется в качестве добавки, придающей бетонам и штукатуркам устойчивость к пониженным температурам. Вне строительства, его используют для приготовления калийных удобрений для сельскохозяйственных культур, в производстве жидкого мыла, хрусталя, в фотографии, фармацевтике.

Натриевое стекло

Стекло на основе натрия

Там, где не требуется применения состава с высоким модулем стекла – а это в большинстве строительных отраслей, в ход идёт стекло на основе натрия. Его используют при:

• изготовлении огнеупорных и кислотостойких бетонов и замазок;
• кислотоупорного цемента;
• антисептиков;
• огнестойких красок;
• отвердителей;
• клеёв.

Примечание: В качестве добавки к гидроизоляционному бетону, изготавливаемому на основе портландцемента, натриевое стекло не подходит. Под действием воды оно разрушается, остаются поры, которые пропускают влагу и способствуют снижению прочности  камня.

Натриевое жидкое стекло применяется при зимнем бетонировании, так как оно ускоряет схватывание раствора. Для этого стекло смешивают с водой, которой затворяют цемент с наполнителями. Скорость твердения бетона при этом будет зависеть от содержания в стекле кремнеземистого модуля, о котором упоминалось выше.

Чем больше модуль стекла, тем лучше оно взаимодействует с вяжущим. Однако количество стеклянного компонента в растворе должно строго дозироваться. При превышении двухпроцентной нормы прочность смеси будет снижаться, потому что из-за чрезмерно быстрого схватывания нарушается процесс гидратации цемента.

Общие свойства жидкого стекла

Любое растворимое стекло твердеет медленно, и только при условии взаимодействия с воздухом. Имеющаяся в нём углекислота вступает в реакцию с силикатом кремнезёма, способствуя его высыханию. При этом ранее стабильный раствор переходит в состояние геля, уплотняется и начинает приобретать прочность — так проявляются вяжущие свойства стекла.

• Однако углекислота из воздуха не может проникнуть глубоко – не в той она концентрации. Поэтому следствие её воздействия на растворимое стекло проявляется только поверхностно. Высохнув, образовавшаяся плёнка перестаёт пропускать воздух и препятствует дальнейшему твердению.

Примечание: Ускорить его может только катализатор (кремнефтористый натрий). При его воздействии образуются кремнекислоты, исполняющие роль клеящего вещества.

• Несмотря на то, что в основе изготовления жидкого стекла применяются разные вещества, в конечном итоге они обладают практически одинаковыми свойствами. В чём заключается принципиальная разница, мы уже уточняли.
• Калиевое стекло более устойчиво к агрессивным средам, не бликует на поверхности и не оставляет белесых пятен. У него прекрасные вяжущие свойства, именно поэтому оно и применяется в производстве малярных составов.
• А вот для упрочнения поверхности фундаментов или стяжек однозначно применяется натриевое стекло. Оно же используется в нефтедобыче для отделения воды от нефти, в производстве чистящих и моющих средств.

Если говорить о чисто строительной области применения, то список технологий, в которых участвует жидкое стекло наиболее широк и приводится ниже.

Растворимое стекло в строительстве

Итак, рассмотрим несколько самых популярных способов применения жидкого стекла в строительстве:

Способ применения	Фото для наглядности
1.        Окрасочная гидроизоляция. Выполняется на вертикальных поверхностях фундамента и внутри подвальных и цокольных помещений. Для этой цели приготавливается раствор из двух частей воды и одной части растворимого стекла. На поверхность наносится при помощи кисти в два слоя.	Жидкое стекло: применение для гидроизоляции
2.        Добавка для цементных смесей. При добавлении жидкого стекла к растворам и бетонам, последние приобретают стойкость к пониженным температурам и к увлажнению в процессе эксплуатации. Дозируется жидкое стекло для бетона (инструкция к применению на упаковке) обычно так: 1 л стекла на 100 кг смеси.	Приготовление раствора
3.        Натриевое жидкое стекло применяют и для внутренней гидроизоляции чаши бассейна, поверх которой затем производится финишная отделка. Расходуется на 1 м2 примерно 0,5 литра стекла. Оно заполняет поры на поверхности бетона, уменьшая его гигроскопичность.	Обмазка чаши бассейна
4.        В гаражах, производственных и хозяйственных помещениях обычно устраивают бетонные полы. В процессе эксплуатации они сильно пылят, а жидкое стекло является самым простым и дешёвым средством устранения этого недостатка.	Обработка жидким стеклом бетонного пола
5.        Жидкое стекло применяют и для гидрофобизации дерева. Его пористая структура заполняется стеклом, и древесина перестаёт впитывать влагу. Так обрабатывают уличные террасы, садовую мебель, столешницы.	Терраса, гидрофобизированная жидким стеклом
6.        Приготовление затирок и клеёв. Добавление жидкого, желательно калиевого стекла, сделает любую строительную смесь более стойкой и прочной, улучшит адгезию. Так модифицируют затирки для плитки, ремонтные шовные составы, цементные клеи для керамики и линолеума.	Затирка для напольной облицовки с жидким стеклом не пропускает воду

Заключение

Совершенного материала не бывает, и в случае с растворимым стеклом без минусов тоже не обходится. То, что покрытие сохнет почти сутки, это не так уж существенно. Гораздо хуже, что плёнка получается хоть и твёрдой, но достаточно хрупкой и легко поддаётся истиранию. Срок его службы покрытия невелик, и через несколько лет эксплуатации конструкций пропитку приходится обновлять.

Зато в сравнении с другими гидрофобизирующими составами у жидкого стекла очень демократичная стоимость, что с лихвой компенсирует недостаток долговечности. Что же касается сравнений двух видов стекла, то выяснять какое лучше, а какое хуже, бессмысленно. У каждого из них свои собственные сферы применения, поэтому и конкурировать между собой они никак не могут.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

применение в строительстве и технология

Силикат натрия, известный как жидкое стекло, применение в строительстве которого, как и во многих других областях, стало нормой, представляет собой химическое соединение оксида натрия (Na₂O) и диоксида кремния (SiO₂). В результате образуется стеклообразное вещество с очень полезным свойством растворимости в воде, благодаря чему материал может иметь вид как твердых кристаллов (либо порошка), так и сиропообразной жидкости коричневатого оттенка.

Кристаллы, рожденные в огне

Технология производства материала представляет собой процесс обжига в печи кальцинированной соды и кварцевого песка при температуре от 1000 до 1400°C. В результате этого выделяется углекислый газ и образуется силикат натрия (Na₂SiO₃).

Возможные формы и виды силиката натрия

Конечному потребителю это силикатное соединение может реализовываться как в первоначальной форме крупных стеклянных кристаллов, так и в виде измельченного порошка. Для получения жидкого натриевого стекла применяют реакторы, где твердые силикатные частицы под давлением растворяют в горячей воде. После остывания готовый продукт, имеющий вид вязкой жидкости, фасуют в тару различного объема. Жидкий силикат натрия также может быть получен путем непосредственного растворения кварцевого песка под давлением в нагретом водном составе каустической соды.

При любой технологии производства готовый раствор будет тем более вязким, чем выше концентрация составляющих его элементов. Высоковязкое жидкое стекло применяют для формирования стеклянных гранул, получаемых путем распыления и высушивания горячего раствора. Полученные бусины фасуют и отгружают так же, как и твердую форму силиката натрия, но (в отличие от безводных составов) они в несколько раз быстрее растворяются, значительно упрощая процесс применения материала.

Огонь, вода и водопроводные трубы

Давайте разберемся с тем, что же делает это продукт таким особенным. Высокая щелочность, коррозионная стойкость, превосходная связывающая способность в сочетании с натуральными (читай: безопасными) составляющими являются основными свойствами жидкого стекла, его применение в полной мере основывается именно на использовании этих уникальных качеств. Изделия и поверхности, обработанные силикатом натрия, приобретают влагостойкость, жаропрочность, защиту от грибка и бактерий, а составы на его основе используют для герметизации и защиты от коррозии металлических водопроводных соединений.

Жидкая броня

Применение жидкого стекла при ремонте и проведении строительных работ весьма эффективно и целесообразно по целому ряду причин. Бетон как основной строительный материал наиболее подвержен всевозможным агрессивным воздействиям как эксплуатационного, так и природного характера, потому его защита и усиление – это едва ли не основная «головная боль» любого домовладельца. Именно для решения этой непростой задачи может служить натриевое жидкое стекло. Применение его в качестве добавки в бетонном растворе или штукатурной смеси комплексно воздействует на потребительские характеристики строительного материала:

1. За счет высокой адгезии повышается поверхностная прочность бетона, снижая риск появления микротрещин.
2. Тугоплавкость силиката натрия придает конструкции высокую жаропрочность, что позволяет успешно применять материалы и растворы на его основе для строительства печей и каминов.
3. В результате снижения пористости бетонного раствора многократно повышается коррозионная стойкость всех содержащих жидкое стекло элементов от воздействия влаги, перепадов температур и иных природных воздействий.
4. Бетон приобретает бактерицидные свойства.

При выборе улучшающих добавок перечисленные факторы в сочетании с невысокой стоимостью материала делают привлекательным именно жидкое стекло.

Для бетона инструкция по применению от классического состава (3 части песка, 1 – цемент) отличается лишь тем, что в готовый песочно-цементный раствор добавляют определенное количество жидкого сульфата натрия (примерно 20% от объема сухой смеси).

Ложка дегтя в бочке тягучего коричневатого вещества

Единственным серьезным недостатком применения подобной добавки является значительное сокращение времени застывания бетона. Потому используют эту технологию на небольших площадях (например, для укладки огнеупорных кирпичей при возведении печей и каминов) либо рассчитывают объем замеса так, чтобы бетон не успел схватиться. По этой причине многие строители чаще применяют другой вариант использования жидкого силиката натрия.

“Дождевик” для бетона

Этот способ основан на особенности материала формировать после высыхания монолитную пленку. Это свойство (вместе с гидрофобностью и высокой адгезией состава) определило его активное применение при защите зданий и элементов конструкций от воздействия влаги путем прямого нанесения на обрабатываемую поверхность, то есть грунтования.

Почему же среди множества способов и видов гидроизоляций стоит обратить внимание именно на жидкое стекло? Применение по бетону выгодно отличает его от своих конкурентов по целому ряду показателей:

1. Простота и скорость нанесения. Для работы достаточно иметь широкую малярную кисть, шпатель или краскопульт.
2. Высокая адгезия. После нанесения материал не отслаивается, прочно скрепляясь с основанием.
3. Высокая текучесть. Качественно перекрывает все впадины и микротрещины.
4. Антисептическая обработка. Поверхность становится неуязвимой для грибка и плесени.
5. Высокая экологичность связующего материала. Позволяет применять жидкое стекло внутри жилых помещений. Будучи нетоксичным и одним из самых распространенных химических соединений в природе, силикат натрия не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. В конечном итоге он возвращается в свое природное состояние в виде кремнезема (SiO₂) и растворимых соединений натрия.
6. Кроме улучшения влагозащитных свойств, в результате обработки происходит укрепление поверхностного слоя, что повышает износостойкость основания и служит защитой для декоративного покрытия.
7. Экономный расход материала.
8. Доступность и экономичная стоимость.

Цепляясь ко всем, не позволяет приставать к себе

Перед обработкой необходимо хорошо очистить поверхность от мусора и пыли, а большие трещины и сколы заштукатурить. При однократном нанесении бетонная стяжка надежно пропитывается жидким стеклом на глубину до двух-трех миллиметров. Повторное покрытие составом осуществляется только после застывания предыдущего слоя. После нескольких обработок можно добиться пропитки материала основания до двадцати миллиметров.

К недостатку (или особенности данного покрытия) относится невозможность ее покраски или оклейки после нанесения. Гладкость поверхности, а также высокая температурная и химическая устойчивость силиката натрия препятствуют диффузии сторонних растворителей в его внутреннюю структуру.

Идеальные пропорции зависят от желаемого результата

Для строительных работ существует несколько способов использования жидкого стекла. Инструкция по применению для каждого из них имеет свои особенности:

1. Раствор для осуществления гидроизоляции состоит из одной части жидкого стекла и двух частей воды. При такой пропорции на покрытие 1м² уходит около 300 мл полученного состава.
2. Грунтовка применяется для предварительной подготовки перед оклейкой обоями или покраской. В этом случае цемент, заранее затворенный водой, смешивают с жидким стеклом в равных долях.
3. При изготовлении гидроизоляционной штукатурки готовят песочно-цементную смесь с силикатной добавкой в равных пропорциях всех ингредиентов (1 x 1 x 1).
4. Антисептический раствор создается в результате смешивания воды и жидкого стекла в равной пропорции.

Необычные возможности непривычного стекла

Щелочные свойства силиката натрия, способствующие удалению жиров и масел, нейтрализации кислот и разложению крахмалов и белков, делают его идеальным для использования в одном из наиболее распространенных потребительских продуктов: моющих средствах для стиральных и посудомоечных машин.

Небольшие количества жидкого стекла используются для обработки сточных вод, где он адсорбирует металлические ионы и помогает в образовании рыхлых частиц, фильтруя воду от нежелательных взвешенных материалов.

Твердая версия силиката натрия широко используется для производства силикагеля – повсеместно применяемого сушильного агента.

Это отличный клей для стекла или фарфора.

Традиционным использованием жидкого стекла является его применение в качестве консерванта для яиц, которые в прохладных условиях могут несколько месяцев храниться в вязком силикатном растворе.

Жидкий силикат натрия добавляют в автомобильный радиатор для герметизации головки двигателя.

Существует множество вариантов силикатных соединений, в которых натрий заменяется другими щелочными металлами, например калием или литием. Каждый из них подходит для своих нужд, но все они имеют одинаковое свойство быть стекловидным твердым веществом, которое растворяется в воде для образования щелочного раствора.

Свойства жидкостей | Химия

• Закладка
• Глоссарий терминов

Вода льется из крана. Мед вытекает из бутылочки. Бензин вытекает из насоса. Это всего лишь три примера очень разнообразного состояния материи: жидкости. Одним из ключевых определяющих свойств жидкостей является их способность течь. Однако, помимо этой особенности, поведение различных жидкостей варьируется в широком диапазоне. Некоторые жидкости текут относительно легко, например вода или масло, в то время как другие, например мед или патока, текут довольно медленно. Некоторые скользкие, а некоторые липкие. Откуда берутся эти разные модели поведения?

Когда дело доходит до взаимодействия между различными жидкостями, некоторые из них хорошо смешиваются: подумайте о Ширли Темпл, приготовленном из имбирного эля и гренадина. Другие, однако, кажется, вообще не смешиваются. Рассмотрим разливы нефти, когда нефть плавает липким радужным слоем на поверхности воды. Вы также можете заметить подобное явление в некоторых заправках для салатов, которые разделяются на масляный слой, лежащий поверх слоя уксуса, который в основном состоит из воды. Почему эти жидкости плохо смешиваются?

Такое различное поведение возникает в основном из-за различных типов межмолекулярных сил, присутствующих в жидкостях. В этом модуле мы сначала обсудим жидкости в контексте двух других основных состояний материи, твердых тел и газов. Затем мы рассмотрим краткий обзор межмолекулярных сил и, наконец, исследуем, как межмолекулярные силы определяют поведение жидкостей.

Жидкости, твердые тела и газы

Жидкости текут, потому что межмолекулярные силы между молекулами достаточно слабы, чтобы позволить молекулам двигаться относительно друг друга. Межмолекулярные силы — это силы между соседними молекулами. (Их не следует путать с внутримолекулярными силами, такими как ковалентные и ионные связи, которые являются силами, действующими внутри отдельных молекул, чтобы удерживать атомы вместе.) Эти силы являются притягивающими, когда отрицательный заряд взаимодействует с соседним положительным зарядом, и отталкивающими, когда соседние заряды одинаковы, либо оба положительные, либо оба отрицательные. В жидкостях межмолекулярные силы могут перемещаться между молекулами и позволять им двигаться относительно друг друга и течь. (См. рисунок 1 для иллюстрации различных межмолекулярных сил и взаимодействий.)

Рисунок 1 : Панель A показывает разнообразие притягивающих и отталкивающих диполь-дипольных взаимодействий. Привлекательные взаимодействия показаны на (а) и (б) с ориентациями, где положительный конец находится рядом с отрицательным концом другой молекулы. На (c) и (d) отталкивающие взаимодействия показаны с ориентациями, которые сопоставляют положительные или отрицательные концы диполей на соседних молекулах. На панели B показан образец жидкости с несколькими молекулами, притягивающимися и отталкивающимися за счет их диполь-дипольных взаимодействий. изображение © Калифорнийский университет в Дэвисе ChemWiki

Сравните это с твердым телом, в котором межмолекулярные силы настолько сильны, что допускают очень мало движений. Хотя молекулы могут вибрировать в твердом теле, они, по сути, заперты в жесткой структуре, как описано в модуле «Свойства твердых тел». На другом конце спектра находятся газы, в которых молекулы находятся так далеко друг от друга, что межмолекулярные силы фактически отсутствуют, и молекулы могут совершенно свободно двигаться и течь независимо друг от друга.

На молекулярном уровне жидкости обладают некоторыми свойствами газов и некоторыми свойствами твердых тел. Во-первых, жидкости разделяют способность течь с газами. И жидкая, и газовая фазы являются текучими, а это означает, что межмолекулярные силы позволяют молекулам перемещаться. На обоих этих этапах материалы не имеют фиксированной формы, а вместо этого формируются контейнерами, в которых они находятся.

Твердые тела не являются жидкими, но жидкости имеют с ними другое важное свойство. Жидкости и твердые тела удерживаются вместе сильными межмолекулярными силами и намного более плотны, чем газы, что приводит к их описанию как фазы «конденсированного вещества», поскольку они оба относительно несжимаемы. (На рис. 2 показаны различия между газами, жидкостями и твердыми телами на атомарном уровне.)

Рисунок 2 : Три состояния вещества на атомарном уровне: твердое, жидкое и газообразное. изображение © Йелод

Большинство веществ могут перемещаться между твердой, жидкой и газообразной фазами при изменении температуры. Рассмотрим молекулу H ₂ 0: она принимает форму льда, кристаллического твердого вещества, при температуре ниже 0°C; вода, жидкость, от 0° до 100°С; и водяной пар, или пар, газ, выше 100°С. Эти переходы происходят потому, что температура влияет на межмолекулярное притяжение между молекулами. Когда Н ₂ 0 превращается из жидкости в газ, например, повышение температуры приводит к увеличению кинетической энергии молекул, так что в конечном итоге она преодолевает межмолекулярные силы, и молекулы могут свободно перемещаться в газовой фазе. Однако внутримолекулярные силы, удерживающие молекулу H ₂ 0 вместе, не изменились; H ₂ 0 остается H ₂ 0, независимо от состояния вещества. Подробнее о фазовых переходах можно прочитать в модуле «Состояния материи».

Теперь, когда мы обсудили сходство жидкостей с твердыми телами и газами и отличия от них, мы можем сосредоточиться на широком мире жидкостей. Однако сначала нам нужно кратко представить различные типы межмолекулярных сил, которые определяют поведение жидкостей и других состояний материи.

Проверка понимания

Межмолекулярные силы

• а. Силы, которые удерживают атомы вместе внутри молекулы.
• б. силы между различными молекулами.

Межмолекулярные силы

Как мы описали ранее, межмолекулярные силы представляют собой силы притяжения или отталкивания между молекулами, отличные от внутримолекулярных сил, удерживающих молекулы вместе. Однако внутримолекулярные силы играют роль в определении типов межмолекулярных сил, которые могут образовываться. Межмолекулярные силы бывают разных видов, но общая идея для всех них одинакова: заряд в одной молекуле взаимодействует с зарядом в другой молекуле. В зависимости от того, какие внутримолекулярные силы, такие как полярные ковалентные связи или неполярные ковалентные связи, присутствуют, заряды могут иметь различную постоянство и силу, допуская различные типы межмолекулярных сил.

Так откуда берутся эти заряды? В некоторых случаях молекулы удерживаются вместе полярными ковалентными связями, что означает, что электроны неравномерно распределены между связанными атомами. (Этот тип связи более подробно описан в модуле «Химическая связь».) Это неравномерное распределение приводит к частичному заряду: атом с большим сродством к электрону, то есть более электроотрицательный атом, имеет частичный отрицательный заряд, а атом с меньшим сродством к электрону менее электроотрицательный атом имеет частичный положительный заряд. Это неравномерное распределение электронов называется диполем. Когда две молекулы с полярными ковалентными связями находятся рядом друг с другом, они могут образовывать благоприятные взаимодействия, если частичные заряды выровнены соответствующим образом, как показано на рисунке 3, образуя диполь-дипольное взаимодействие.

Рисунок 3 : На панели A показана молекула воды H ₂ O с неравномерным распределением электронов, что приводит к частичному отрицательному заряду вокруг атома кислорода и частичному положительному заряду вокруг атомов водорода. На панели B три молекулы H ₂ O благоприятно взаимодействуют, образуя диполь-дипольное взаимодействие между частичными зарядами.

Водородные связи представляют собой особенно сильный тип диполь-дипольного взаимодействия. (Обратите внимание, что, хотя они и называются «связями», они не являются ковалентными или ионными связями; они представляют собой сильное межмолекулярное взаимодействие.) Водородные связи возникают, когда атом водорода ковалентно связан с одним из нескольких неметаллов с высокой электроотрицательностью, включая кислород, азот и фтор, создавая сильный диполь. Водородная связь представляет собой взаимодействие водорода одной из этих молекул и более электроотрицательного атома другой молекулы. Водородные связи присутствуют в воде и очень важны, и они более подробно описаны в нашем модуле «Вода: свойства и поведение».

Водородные связи и диполь-дипольные взаимодействия требуют полярных связей, но межмолекулярные силы другого типа, называемые лондонскими дисперсионными силами, могут образовываться между любыми молекулами, полярными или нет. Основная идея заключается в том, что электроны в любой молекуле постоянно перемещаются, и иногда, просто случайно, электроны могут в конечном итоге распределяться неравномерно, создавая временный частичный отрицательный заряд на части молекулы с большим количеством электронов. Этот частичный отрицательный заряд уравновешивается частичным положительным зарядом равной величины со стороны молекулы с меньшим количеством электронов, при этом положительный заряд исходит от протонов в ядре (рис. 4). Эти временные частичные заряды в соседних молекулах могут взаимодействовать почти так же, как взаимодействуют постоянные диполи. Общая сила лондонских дисперсионных сил зависит от размера молекул: более крупные молекулы могут иметь более крупные временные диполи, что приводит к более сильным лондонским дисперсионным силам.

Рисунок 4 : Две неполярные молекулы с симметричным распределением молекул (панель A) могут стать полярными (панель B), когда случайное движение электронов приводит к временному отрицательному заряду в одной из молекул, вызывая притяжение (положительный) заряд в другой .

Теперь вы можете спросить, если молекулы могут создавать временные частичные заряды, которые взаимодействуют друг с другом, эти временные заряды также должны иметь возможность взаимодействовать с постоянными диполями, верно? И вы были бы правы. Эти взаимодействия очень изобретательно называются дипольными взаимодействиями, индуцированными диполями. Частичный заряд полярной молекулы взаимодействует с электронами в неполярной молекуле и «заставляет» их двигаться так, что они больше не распределяются равномерно, создавая индуцированный диполь, который может благоприятно взаимодействовать с постоянным диполем полярной молекулы (рис. 5).

Рисунок 5 : Когда полярная молекула взаимодействует с электронами в неполярной молекуле (панель A), неполярная молекула становится диполем и благоприятно взаимодействует с полярной молекулой (панель B).

Как вы могли догадаться, лондоновские дисперсионные силы и индуцированные диполем дипольные взаимодействия обычно слабее, чем диполь-дипольные взаимодействия. Эти силы, как и водородные связи, представляют собой силы Ван-дер-Ваальса, которые являются общим термином для сил притяжения между незаряженными молекулами.

Межмолекулярные силы — это гораздо больше, чем то, что мы рассмотрели здесь, но с этим кратким введением мы готовы вернуться к главному событию: жидкостям и тому, как межмолекулярные силы определяют их свойства и поведение.

Контрольная точка понимания

Какие взаимодействия сильнее?

• а. Диполь-дипольные взаимодействия
• б. Дипольные дипольные взаимодействия

Свойства жидкостей

Сцепление

Если вы когда-либо использовали масло для приготовления пищи или работы с автомобилем, вы знаете, что оно приятное и скользкое. Вероятно, поэтому вы использовали его: он предотвращает прилипание кусочков жаркого друг к другу или к сковороде, а также помогает поршням двигателя и другим движущимся частям легко скользить.

Одна из причин, по которой масла подходят для этих целей, заключается в том, что они обладают низкой когезией: молекулы жидкости не особенно сильно взаимодействуют друг с другом, поскольку межмолекулярные силы слабы. Основные межмолекулярные силы, присутствующие в большинстве масел и многих других органических жидкостях — жидкостях, состоящих преимущественно из атомов углерода и водорода, также называемых неполярными жидкостями, — это лондоновские дисперсионные силы, которые для малых молекул являются самым слабым типом межмолекулярных сил. Эти слабые силы приводят к низкой сплоченности. Молекулы не взаимодействуют сильно друг с другом, поэтому они могут скользить друг мимо друга.

На другом конце спектра сплоченности рассмотрим каплю росы на листе ранним утром (рис. 6). Как такое может существовать, если, как объяснялось ранее, жидкости текут и принимают форму удерживающего их сосуда? Как описано выше и в модуле «Вода», молекулы воды удерживаются вместе сильными водородными связями. Эти сильные силы приводят к высокому сцеплению: молекулы воды взаимодействуют друг с другом сильнее, чем с воздухом или самим листом. (Взаимодействие воды с листом является примером прилипания или взаимодействия жидкости с чем-то другим, кроме самого себя; мы обсудим прилипание в следующем разделе.) Из-за высокой когезии воды молекулы образуют сферическую форму. максимизировать их взаимодействие друг с другом.

Рисунок 6 : Капли росы на листе. изображение © Кэмерон Уитмен/iStockphoto

Это высокое сцепление также создает поверхностное натяжение. Возможно, вы замечали насекомых, гуляющих по воде в пруду под открытым небом (рис. 7), или видели небольшой предмет, например скрепку, лежащую на поверхности воды, а не тонет; это два примера поверхностного натяжения воды в действии. Поверхностное натяжение возникает из-за сильных сил сцепления некоторых жидкостей. Эти силы достаточно сильны, чтобы поддерживаться, даже когда они испытывают внешние силы, такие как вес насекомого, идущего по его поверхности.

Рисунок 7 : Водомерка ( Gerris remigis ), обычное насекомое, ходящее по воде. изображение © Джон Буш, MIT/NSF

Адгезия

Адгезия – это тенденция соединения взаимодействовать с другим соединением. (Помните, что, напротив, когезия — это склонность соединения взаимодействовать с самим собой.) Адгезия помогает объяснить, как жидкости взаимодействуют со своими сосудами и с другими жидкостями.

Одним из примеров взаимодействия с высокой адгезией является взаимодействие между водой и стеклом. И вода, и стекло удерживаются вместе полярными связями. Следовательно, два материала также могут образовывать благоприятные полярные взаимодействия друг с другом, что приводит к высокой адгезии. Возможно, вы даже видели эти силы притяжения в действии в лаборатории. Например, когда вода находится в стеклянном градуированном цилиндре, вода стекает по стенкам стакана, создавая вогнутую кривую наверху, называемую мениском, как показано на рисунке ниже. С другой стороны, вода в градуированных цилиндрах, изготовленных из некоторых типов неполярного пластика, образует плоский мениск, поскольку между водой и пластиком нет ни притягивающих, ни отталкивающих сил сцепления. (См. рис. 8 для сравнения полярных и неполярных градуированных цилиндров.)

Рисунок 8 : В мерном цилиндре А, сделанном из стекла, мениск вогнутый; в цилиндре В, изготовленном из пластика, мениск плоский. изображение © Ахим Прилл/iStockphoto

Контрольная точка понимания

Когда межмолекулярные силы в жидкости слабы, жидкость имеет низкую

• а.сплоченность.
• б.адгезия.

Вязкость

В начале модуля мы сказали, что одной из определяющих характеристик жидкостей является их способность течь. Но среди жидкостей существует огромный диапазон того, насколько легко это происходит. Подумайте о том, с какой легкостью вы можете налить себе стакан воды, по сравнению с относительной проблемой заливки густого, медленно движущегося моторного масла в двигатель. Разница заключается в их вязкости или сопротивлении течению. Моторное масло достаточно вязкое; вода, не очень. Но почему?

Прежде чем мы углубимся в различия между водой и моторным маслом, давайте сравним воду с другой жидкостью: пентаном (C ₅ H ₁₂ ). Хотя мы не думаем о воде как о вязкой жидкости, на самом деле она на 90 104 более вязкая, чем пентан. Помните, молекулы воды образуют прочные водородные связи друг с другом. С другой стороны, пентан, состоящий только из атомов водорода и углерода, неполярен, поэтому единственным типом межмолекулярных сил, которые он может образовывать, являются относительно слабые лондоновские дисперсионные силы. Более слабые межмолекулярные силы означают, что молекулы могут легче двигаться мимо друг друга или течь, следовательно, вязкость ниже.

Но и вода, и пентан представляют собой относительно небольшие молекулы. Когда мы смотрим на жидкости, состоящие из более крупных молекул, размер также играет роль. Например, сравните пентан с моторным маслом, которое представляет собой сложную смесь больших углеводородов, намного больших по размеру, чем маленький пентан, а некоторые из них имеют десятки или даже сотни атомов углерода в цепи. Если вы когда-нибудь заливали моторное масло в двигатель, то знаете, что оно довольно вязкое. Обе жидкости неполярны и поэтому имеют относительно слабые межмолекулярные силы; разница в размере. Большие, гибкие углеводороды моторного масла могут буквально запутаться со своими соседями, что замедляет поток. Это почти как кастрюля спагетти: если вы не приготовите ее правильно, вы можете получить комок запутанной лапши, которую очень трудно подавать, потому что все они слиплись — в некотором смысле, это вязкая капля пасты. . Более короткая лапша или меньшие молекулы не так сильно спутываются, поэтому они, как правило, менее вязкие (рис. 9).).

Рисунок 9 : Группа A состоит из больших молекул в запутанном капле (вязкая жидкость), а группа B состоит из более мелких молекул с меньшим количеством зацеплений (менее вязкая жидкость).

Возвращаясь к нашему первоначальному сравнению моторного масла с водой, хотя вода обладает такими сильными межмолекулярными силами, гораздо больший размер молекул в моторном масле делает масло более вязким.

Есть еще одна деталь: температура. Подогрев жидкости делает ее менее вязкой, как вы, возможно, заметили, если когда-либо испытывали, насколько легче полить кленовым сиропом блины, когда сироп подогрет, чем когда он холодный. Дело в том, что температура влияет на оба фактора, в первую очередь определяющие вязкость. Во-первых, повышение температуры увеличивает кинетическую энергию молекул, что позволяет им легче преодолевать межмолекулярные силы. Это также заставляет молекулы двигаться больше, поэтому те большие молекулы, которые запутались, когда они были холодными, становятся более динамичными и способны скользить друг мимо друга, позволяя жидкости течь легче.

Контрольная точка понимания

Моторное масло выливается медленнее, чем пентановый растворитель, поскольку моторное масло состоит из

• полярные молекулы.
• b.более крупные молекулы.

Сложные жидкости

Когда вы думаете о воде, вы можете подумать о ее химической формуле H ₂ O. Эта формула описывает чистую жидкость, состоящую только из молекул H ₂ O, без каких-либо других компонентов. Реальность, однако, такова, что подавляющее большинство жидкостей, с которыми мы сталкиваемся, представляют собой сложные смеси многих соединений.

Растворы состоят из жидкого растворителя, в котором растворено одно или несколько растворенных веществ. Растворенные вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Существует множество распространенных растворов, в которых в качестве растворителя используется вода, включая соленую воду и практически любые ароматизированные напитки. Углекислый газ (СО ₂ ) газ — обычное газообразное растворенное вещество в газированных напитках, а этанол — жидкое растворенное вещество в любом алкогольном напитке. Хотя растворы представляют собой смеси нескольких соединений, свойства, обсуждавшиеся в предыдущем разделе, по-прежнему применимы.

Не все растворенные вещества растворяются во всех растворителях. Вы можете растворить огромное количество некоторых растворенных веществ в некоторых жидкостях, а другие растворенные вещества лишь незначительно растворимы в любом растворителе. Основное объяснение растворимости состоит в том, что «подобное растворяется в подобном». Неполярные растворенные вещества обычно лучше растворяются в неполярных жидкостях, а полярные растворенные вещества лучше растворяются в полярных жидкостях. Например, масляные (и, следовательно, неполярные) краски требуют для очистки неполярного растворителя, такого как скипидар; они не растворяются в полярной воде. С другой стороны, поваренная соль или сахар, оба полярные твердые вещества, легко растворяются в воде при высоких концентрациях.

Более сложные растворы включают эмульсии, коллоиды и суспензии. Вкратце, эмульсия — это хорошо диспергированная смесь двух или более жидкостей, которые обычно не смешиваются. Майонез, например, представляет собой эмульсию масла, яичного желтка и уксуса или лимонного сока, которую готовят очень энергичным смешиванием.

Коллоиды и суспензии состоят из нерастворимых в жидкости частиц. В коллоиде мельчайшие нерастворимые частицы распределены в жидкости и не отделяются. А суспензия, с другой стороны, представляет собой жидкость, содержащую более крупные нерастворимые частицы, которые со временем отделятся. Молоко является полезным примером разницы между этими двумя. Свежее молоко представляет собой суспензию. Это сложная смесь компонентов, которые обычно не смешиваются — вода, жиры, белки, углеводы и многое другое — и если оставить их в покое, жировые шарики отделяются от водной части смеси. (Помните разделение уксуса и масла в заправке для салата? Процесс разделения молока аналогичен, когда маслянистый жир отделяется от воды.) С другой стороны, молоко в большинстве продуктовых магазинов представляет собой коллоид. Компоненты не разделяются благодаря процессу, называемому гомогенизацией, который разбивает шарики жира на достаточно мелкие частицы, чтобы они могли оставаться во взвешенном состоянии в жидкости.

Проверка понимания

Какое утверждение о растворенных веществах верно?

• а. Растворенные вещества всегда жидкие.
• б. Растворенные вещества могут быть твердыми, жидкими или газообразными.

Помимо простых жидкостей

Мы обсудили множество различных жидкостей с различной когезией, адгезией и вязкостью, а также другими свойствами. Но помимо этого и без того большого разнообразия есть некоторые вещества, стирающие грань между жидким и твердым. Например, в детстве вы, возможно, играли с ублеком, смесью воды и крахмала, которая получила свое название из книги доктора Сьюза. Ублек — это слизистая субстанция, которая может течь между пальцами, если вы осторожно держите ее в руках, но становится твердой и твердой, почти твердой, если ее сжать.

В качестве более технического примера рассмотрим материал, используемый в ЖК-дисплеях телевизоров и других электронных экранах. ЖК-дисплей означает жидкокристаллический дисплей. Это не означает, что в дисплеях используются как жидкости, так и кристаллы; это означает, что они используют материал, который одновременно является и жидким, и кристаллическим. Это может показаться противоречием — кристаллы — это твердые тела, а не жидкости, скажете вы, — но такие материалы существуют.

Первым обнаруженным жидким кристаллом был модифицированный вариант холестерина, названный холестеринбензоатом. Он твердый при комнатной температуре и плавится при температуре около 150°C, но потом все становится странным. При температуре около 180°C он снова меняет фазу, но уже не из жидкости в газ; она переходит от мутной жидкости к прозрачной жидкости. Австрийский ботаник и химик Фридрих Рейницер наблюдал это необычное поведение в 1888 году и обсуждал его со своим коллегой, немецким физиком Отто Леманном. Затем Леманн взял на себя расследование, изучая холестеринбензоат и другие соединения с аналогичным поведением при двойном плавлении. Когда он посмотрел на мутную фазу под своим микроскопом, он обнаружил, что материал выглядит кристаллическим, что является отличительной чертой твердых тел. Но фаза тоже текла, как жидкость. В 1904 он ввел термин «жидкий кристалл» для описания этой фазы со свойствами между свойствами обычной жидкости и кристаллического твердого тела. Жидкие кристаллы играют важную роль в биологии, особенно в мембранах, которые должны быть жидкими, но также должны сохранять правильную структуру.

Есть также некоторые жидкости, которые настолько вязкие, что вы не будете обвинены в том, что думаете, что они твердые, например смола, вещество, полученное из растений и нефти. Он кажется почти твердым и разбивается при ударе молотком, но если оставить его под действием силы тяжести, он будет течь очень, очень медленно. Несколько лабораторий по всему миру проводят так называемые эксперименты с каплями смолы, в которых они оставляют немного смолы в воронке и ждут, пока она стечет; между каждой каплей проходит около 10 лет (рис. 10).

Рис. 10 : Эксперимент по падению смолы в Университете Квинсленда (батарея показана для сравнения размеров). изображение © Джон Мейнстоун и Амада44

Эти примеры поведения веществ, которые, кажется, бросают вызов традиционным определениям фаз материи, иллюстрируют сложность, присущую науке и миру природы, даже когда дело доходит до чего-то, казалось бы, простого, как определение того, является ли вещество жидкостью или твердый. В этом модуле мы сосредоточились на определении и объяснении основных свойств жидкостей, что дает вам основу для размышлений о состояниях материи во всей их сложности. В других модулях мы обсуждаем твердую и газовую фазы, чтобы помочь вам сопоставить различные физические свойства этих состояний.

Резюме

Что касается различных жидкостей, то одни хорошо смешиваются, а другие нет; одни льются быстро, а другие текут медленно. Этот модуль обеспечивает основу для рассмотрения состояний материи во всей их сложности. Он объясняет основные свойства жидкостей и исследует, как межмолекулярные силы определяют их поведение. Определены понятия когезии, адгезии и вязкости. Модуль также исследует, как температура, размер и тип молекул влияют на свойства жидкостей.

Ключевые понятия

• Жидкости имеют некоторые общие свойства с твердыми телами (оба считаются конденсированными веществами и являются относительно несжимаемыми), а также некоторые свойства газов, такие как их способность течь и принимать форму сосуда.

• На ряд свойств жидкостей, таких как когезия и адгезия, влияют межмолекулярные силы внутри самой жидкости.

• На вязкость влияют как межмолекулярные силы, так и размер молекул соединения.

• Большинство жидкостей, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, на самом деле представляют собой растворы, смеси твердого, жидкого или газообразного растворенного вещества в жидком растворителе.

Свойства жидкостей | Химия для специальностей

Результаты обучения

• Различие между силами сцепления и силами сцепления
• Определение вязкости, поверхностного натяжения и капиллярного подъема
• Опишите роль сил межмолекулярного притяжения в каждом из этих свойств/явлений

Когда вы наливаете воду в стакан или заправляете машину бензином, вы видите, что вода и бензин текут свободно. Но когда поливаешь сиропом блины или заливаешь масло в двигатель автомобиля, то замечаешь, что сироп и моторное масло текут не так легко. Вязкость жидкости является мерой ее сопротивления течению. Вода, бензин и другие свободно текущие жидкости имеют низкую вязкость. Мед, сироп, моторное масло и другие жидкости, которые не текут свободно, как показано на рисунке 1, имеют более высокую вязкость. Мы можем измерить вязкость, измеряя скорость, с которой металлический шарик падает через жидкость (мячик падает медленнее через более вязкую жидкость), или измеряя скорость, с которой жидкость течет через узкую трубку (более вязкие жидкости текут медленнее). ).

Рисунок 1. (a) Мед и (b) моторное масло являются примерами жидкостей с высокой вязкостью; они текут медленно. (кредит a: модификация работы Скотта Бауэра; кредит b: модификация работы Дэвида Наги)

Вы можете просмотреть стенограмму «Поверхностное натяжение | Состояния вещества и межмолекулярные силы | Химия | Академия Хана» здесь (открывается в новом окне).

IMF между молекулами жидкости, размер и форма молекул, а также температура определяют, насколько легко течет жидкость. Как видно из табл. 1, чем сложнее по строению молекулы жидкости и чем сильнее ММП между ними, тем труднее им двигаться друг мимо друга и тем больше вязкость жидкости. По мере повышения температуры молекулы движутся быстрее, и их кинетическая энергия лучше способна преодолевать силы, удерживающие их вместе; таким образом, вязкость жидкости уменьшается.

Таблица 1. Вязкости обычных веществ при 25 °C
Вещество	Формула	Вязкость (мПа•с)
вода	Н 2 О	0,890
ртуть	рт.ст.	1,526
этанол	С 2 Н 5 ОХ	1,074
октановое число	С 8 Н 18	0,508
этиленгликоль	СН 2 (ОН)СН 2 (ОН)	16,1
мед	переменная	~2 000–10 000
моторное масло	переменная	~50–500

Различные ММП между идентичными молекулами вещества являются примерами сил сцепления . Молекулы внутри жидкости окружены другими молекулами и одинаково притягиваются во всех направлениях силами сцепления внутри жидкости. Однако молекулы на поверхности жидкости притягиваются вдвое меньшим количеством молекул. Из-за неуравновешенного молекулярного притяжения на поверхности молекул жидкости сжимаются, образуя форму, при которой количество молекул на поверхности минимально, т. е. форму с минимальной площадью поверхности. Небольшая капля жидкости стремится принять сферическую форму, как показано на рисунке 2, потому что в сфере отношение площади поверхности к объему минимально. Более крупные капли в большей степени подвержены влиянию гравитации, сопротивления воздуха, взаимодействия с поверхностью и т. д. и, как следствие, имеют менее сферическую форму.

Рис. 2. Силы притяжения приводят к образованию сферической капли воды с минимальной площадью поверхности; силы сцепления удерживают сферу вместе; Силы сцепления удерживают каплю прикрепленной к полотну. (кредит: модификация работы OliBac/Flickr)

Поверхностное натяжение определяется как энергия, необходимая для увеличения площади поверхности жидкости, или сила, необходимая для увеличения длины поверхности жидкости на заданную величину. . Это свойство является результатом сил сцепления между молекулами на поверхности жидкости и заставляет поверхность жидкости вести себя как натянутая резиновая мембрана. Поверхностное натяжение некоторых жидкостей представлено в табл. 2. Среди обычных жидкостей вода обладает отчетливо высоким поверхностным натяжением из-за сильных водородных связей между ее молекулами. В результате этого высокого поверхностного натяжения поверхность воды представляет собой относительно «твердую кожу», которая может выдерживать значительные нагрузки, не ломаясь. Стальная игла, осторожно помещенная в воду, будет плавать. Некоторые насекомые, подобные изображенному на рис. 3, хотя и плотнее воды, передвигаются по ее поверхности, потому что их поддерживает поверхностное натяжение.

Таблица 2. Поверхностное натяжение обычных веществ при 25 °C
Вещество	Формула	Поверхностное натяжение (мН/м)
вода	Н 2 О	71,99
ртуть	рт. ст.	458,48
этанол	С 2 Н 5 ОХ	21,97
октановое число	С 8 Н 18	21.14
этиленгликоль	СН 2 (ОН)СН 2 (ОН)	47,99

Рис. 3. Поверхностное натяжение (справа) препятствует погружению этого насекомого, водомерки, в воду (слева).

ММП притяжения между двумя различными молекулами называются силами сцепления . Рассмотрим, что происходит, когда вода соприкасается с какой-либо поверхностью. Если силы сцепления между молекулами воды и молекулами поверхности слабы по сравнению с силами сцепления между молекулами воды, вода не «смачивает» поверхность.

Рисунок 4. Различия в относительных силах когезии и адгезии приводят к различной форме мениска для ртути (слева) и воды (справа) в стеклянных трубках. (кредит: Марк Отт)

Например, вода не смачивает вощеные поверхности или многие пластмассы, такие как полиэтилен. Вода образует капли на этих поверхностях, потому что силы сцепления внутри капель больше, чем силы сцепления между водой и пластиком. Вода растекается по стеклу, потому что сила сцепления между водой и стеклом больше, чем сила сцепления внутри воды. Когда вода находится в стеклянной трубке, ее мениск (поверхность) имеет вогнутую форму, потому что вода смачивает стекло и стекает вверх по стенке трубки. С другой стороны, силы сцепления между атомами ртути намного больше, чем силы сцепления между ртутью и стеклом. Таким образом, ртуть не смачивает стекло и образует выпуклый мениск, когда находится в трубке, потому что силы сцепления внутри ртути стремятся превратить ее в каплю (рис. 4).

Если вы поместите один конец бумажного полотенца в пролитое вино, как показано на рис. 5, жидкость впитает бумажное полотенце. Аналогичный процесс происходит с тканевым полотенцем, когда вы используете его, чтобы вытереться после душа. Это примеры капиллярного действия — когда жидкость течет внутри пористого материала из-за притяжения молекул жидкости к поверхности материала и к другим молекулам жидкости. Силы сцепления между жидкостью и пористым материалом в сочетании с силами сцепления внутри жидкости могут быть достаточно сильными, чтобы перемещать жидкость вверх против силы тяжести.

Рисунок 5. Вино впитывает бумажное полотенце (слева) из-за сильного притяжения молекул воды (и этанола) к группам −OH на целлюлозных волокнах полотенца и сильного притяжения молекул воды к другой воде (и этанолу) молекулы (справа). (кредитное фото: модификация работы Марка Блазера)

Полотенца впитывают жидкости, как вода, потому что волокна полотенца состоят из молекул, которые притягиваются к молекулам воды. Большинство тканевых полотенец изготовлены из хлопка, а бумажные полотенца обычно изготавливаются из бумажной массы. Оба состоят из длинных молекул целлюлозы, которые содержат много групп -ОН. Молекулы воды притягиваются к этим группам -OH и образуют с ними водородные связи, что притягивает H ₂ Молекулы О вверх по молекулам целлюлозы. Молекулы воды также притягиваются друг к другу, поэтому большое количество воды втягивается в волокна целлюлозы.

Капиллярное действие может также возникать, когда один конец трубки малого диаметра погружается в жидкость, как показано на рис. 6. Если молекулы жидкости сильно притягиваются к молекулам трубки, жидкость ползет вверх по внутренней части трубки до тех пор, пока вес жидкости и силы сцепления находятся в равновесии. Чем меньше диаметр трубки, тем выше поднимается жидкость. Частично благодаря капиллярному действию, происходящему в растительных клетках, называемых ксилемой, вода и растворенные питательные вещества переносятся из почвы вверх через корни в растение. Капиллярное действие лежит в основе тонкослойной хроматографии, лабораторного метода, обычно используемого для разделения небольших количеств смесей. Вы зависите от постоянного притока слез, чтобы ваши глаза были смазаны, и от капиллярного действия, которое откачивает слезную жидкость.

Рис. 6. В зависимости от относительной силы адгезии и сил сцепления жидкость может подниматься (например, вода) или опускаться (например, ртуть) в стеклянной капиллярной трубке. Степень подъема (или падения) прямо пропорциональна поверхностному натяжению жидкости и обратно пропорциональна плотности жидкости и радиусу трубки.

Высота, на которую поднимается жидкость в капиллярной трубке, определяется несколькими факторами, как показано в следующем уравнении:

[латекс]\displaystyle{h=\dfrac{2T\text{cos}\theta}{r\rho g}}[/latex]

В этом уравнении h — высота жидкости внутри капиллярной трубки относительно поверхности жидкости вне трубки, T — поверхностное натяжение жидкости, θ — краевой угол между жидкостью и трубкой, r — радиус трубки, ρ — плотность жидкости, г — ускорение свободного падения, 90,8 м/с ² . Когда трубка изготовлена ​​из материала, к которому сильно притягиваются молекулы жидкости, они полностью растекаются по поверхности, что соответствует краевому углу 0°. Это ситуация с водой, поднимающейся в стеклянной трубке.

Пример 1: 

Капиллярный подъем

Насколько высоко будет подниматься вода в стеклянной капиллярной трубке с внутренним диаметром 0,25 мм при 25 °C?

Для воды T = 71,99 мН/м и ρ = 1,0 г/см ³ .

Показать раствор

Проверьте свои знания

Вода поднимается в стеклянной капиллярной трубке на высоту 8,4 см. Какой диаметр капиллярной трубки?

Показать раствор

Применение капиллярного действия в биомедицинских целях

Рис. 7. Кровь для медицинского анализа берется с помощью капиллярного действия, которое набирает кровь в стеклянную пробирку небольшого диаметра. (кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Многие медицинские тесты требуют взятия небольшого количества крови, например, для определения количества глюкозы у человека с диабетом или уровня гематокрита у спортсмена. Эту процедуру можно легко выполнить из-за капиллярного действия, способности жидкости течь вверх по небольшой трубке против силы тяжести, как показано на рисунке 7. Когда ваш палец уколот, образуется капля крови, которая удерживается вместе благодаря поверхностному натяжению— неуравновешенное межмолекулярное притяжение на поверхности капли. Затем, когда открытый конец стеклянной трубки узкого диаметра касается капли крови, силы сцепления между молекулами крови и молекулами на поверхности стекла вытягивают кровь вверх по трубке. Насколько далеко кровь поднимается по трубке, зависит от диаметра трубки (и типа жидкости). Маленькая пробирка имеет относительно большую площадь поверхности для данного объема крови, что приводит к большим (относительным) силам притяжения, позволяющим втягивать кровь дальше вверх по пробирке. Сама жидкость удерживается вместе силами собственного сцепления. Когда вес жидкости в трубке создает нисходящую силу, равную восходящей силе, связанной с капиллярным действием, жидкость перестает подниматься.

Вы можете просмотреть стенограмму «Капиллярное действие и почему мы видим мениск | Химия | Академия Хана» здесь (открывается в новом окне).

Ключевые понятия и резюме

Межмолекулярные силы между молекулами в жидком состоянии различаются в зависимости от их химической идентичности и приводят к соответствующим изменениям различных физических свойств. Силы сцепления между одноименными молекулами ответственны за вязкость жидкости (сопротивление течению) и поверхностное натяжение (упругость поверхности жидкости). Силы сцепления между молекулами жидкости и различными молекулами, составляющими поверхность, находящуюся в контакте с жидкостью, ответственны за такие явления, как смачивание поверхности и капиллярный подъем.

Ключевые уравнения

• [латекс]h=\dfrac{2T\text{cos}\theta }{r\rho g}[/latex]

Попробуйте

1. Показанные здесь пробирки содержат равные количества указанных моторных масел. В каждую из труб одновременно были брошены одинаковые металлические сферы, и через мгновение они упали на высоту, указанную на рисунке.
   Расположите моторные масла в порядке возрастания вязкости и объясните свое решение:
   
2. Хотя сталь плотнее воды, стальную иглу или канцелярскую скрепку, аккуратно помещенную вдоль на поверхность стоячей воды, можно заставить плавать. Объясните на молекулярном уровне, как это возможно:
   
3. Здесь показаны значения поверхностного натяжения и вязкости для диэтилового эфира, ацетона, этанола и этиленгликоля.
   1. Объясните их различия в вязкости с точки зрения размера и формы их молекул и их IMF.
   2. Объясните их различия в поверхностном натяжении с точки зрения размера и формы их молекул и их IMF.
4. Возможно, вы слышали, как кто-то использует фигуру речи «медленнее, чем патока зимой», чтобы описать процесс, который происходит медленно. Объясните, почему это уместная идиома, используя понятия размера и формы молекул, молекулярных взаимодействий и влияния изменения температуры.
5. Часто рекомендуется дать двигателю автомобиля поработать на холостом ходу, чтобы он прогрелся перед поездкой, особенно в холодные зимние дни. Хотя польза от продолжительной работы на холостом ходу сомнительна, безусловно верно, что прогретый двигатель более экономичен по топливу, чем холодный. Объясните причину этого.
6. В этой таблице приведены поверхностное натяжение и вязкость воды при различных температурах.
   

   Вода	Поверхностное натяжение (мН/м)	Вязкость (мПа·с)
   0 °С	75,6	1,79
   20 °С	72,8	1,00
   60 °С	66,2	0,47
   100 °С	58,9	0,28

   1. Что происходит с поверхностным натяжением воды при повышении температуры? Объясните, почему это происходит, с точки зрения молекулярных взаимодействий и влияния изменения температуры.
   2. Что происходит с вязкостью воды при повышении температуры? Объясните, почему это происходит, с точки зрения молекулярных взаимодействий и влияния изменения температуры.
7. На какую высоту при 25 °С поднимется вода в стеклянной капиллярной трубке с внутренним диаметром 0,63 мм? Обратитесь к примеру 10.4 за необходимой информацией.
8. Вода поднимается по стеклянной капиллярной трубке на высоту 17 см. Какой диаметр капиллярной трубки?

Показать выбранные решения

сила сцепления: сила притяжения между молекулами различной химической принадлежности

капиллярное действие: поток жидкости внутри пористого материала из-за притяжения молекул жидкости к поверхности материала и к другим молекулам жидкости

сила сцепления: сила притяжения между идентичными молекулами

поверхностное натяжение: энергия, необходимая для увеличения площади или длины поверхности жидкости на заданную величину

вязкость: мера сопротивления жидкости течению

Смеси жидких кристаллов показать большую стеклянную форму

Краков, 2 июня 2022

 

Жидкие кристаллы, используемые в настоящее время в дисплеях, обычно находятся в нематической фазе, то есть в жидкоподобном состоянии почти параллельно ориентированных молекул. Однако есть еще одна жидкокристаллическая фаза, которая может быть использована в дисплеях в будущем, и это хиральный смектик C _А ^* Фаза с большим углом наклона молекул. Недавно было доказано, что жидкокристаллическая смесь, обозначенная как W-1000, уже известная широким диапазоном стабильности смектической фазы C _A ^* , не кристаллизуется (мы не хотим, чтобы ЖК-материал становился кристаллическим), а сохраняют свой жидкий характер. Он подвергается стеклованию даже при очень медленном охлаждении, что делает его хорошим материалом для легкого получения смектического стекла C _A ^* . Кристаллическая фаза W-1000 при охлаждении не образуется. Более того, для исследуемой смеси не происходит холодной кристаллизации, часто наблюдаемой при нагревании ранее застеклованных веществ, поэтому низкие температуры не разрушают жидкокристаллическое состояние и выстраивание молекул. О таких же свойствах сообщается для смеси W-356, которая является новой производной W-1000.

Жидкий кристалл — одно из возможных промежуточных состояний между кристаллом и жидкостью. Молекулы в жидком кристалле обладают способностью течь, и в то же время их расположение каким-то образом упорядочено. В смектических жидких кристаллах молекулы образуют слои. В простейших смектиках слоистый порядок носит квазидальний характер, а внутри этих слоев молекулы могут двигаться, как в жидкости. В основе работы жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) лежит восприимчивость жидких кристаллов к внешнему электрическому полю. Если подходящий жидкий кристалл поместить между скрещенными поляризаторами, можно управлять расположением молекул с помощью электрического поля, чтобы включить или отключить передачу света через поляризаторы. Большинство используемых в настоящее время ЖК-дисплеев основаны на нематической фазе. Однако существует определенный тип смектической фазы, а именно смектическая C _A ^* фаза (SmC _A ^* ), которая в соответствующих условиях проявляет антисегнетоэлектрические свойства, т. е. тристабильное переключение молекул, вызванное внешним электрическим полем. Кроме того, путем применения фазы SmC _A ^* с углом наклона, близким к 45° (называемой ортоконической фазой SmC _A ^* ), можно легко получить идеально темное состояние дисплея.

Вещества, используемые в ЖК-технологии, должны оставаться в жидкокристаллическом состоянии в широком диапазоне температур, охватывающем и комнатную температуру, поскольку в кристаллической фазе уже не происходит переключения молекул электрическим полем. Жидкие кристаллы, используемые в ЖК-дисплеях, всегда представляют собой смеси. Температура плавления кристаллической фазы в смесях ниже, чем в чистых соединениях, поэтому в первых легче получить более широкий диапазон стабильности жидкокристаллического состояния. Жидкокристаллическая ортоконическая смесь W-1000, приготовленная в Военно-технологическом университете в Варшаве, представляет собой эвтектическую смесь двух хиральных фторированных соединений. W-1000 и его модификации известны чрезвычайно широким диапазоном температур SmC 9.0029 Фаза ^* с большим углом наклона молекул.

„В последние годы свойства смеси W-1000 при температурах до -23°C тщательно изучались. Моей целью было проверить, что происходит при более низких температурах, особенно исследовать стеклование фазы SmC _A ^* . Я была уверена, что W-1000 имеет стекло SmC _A ^* , потому что в моей докторской диссертации было доказано, что один из его компонентов обладает таким же свойством», — говорит д-р Александра Дептуч из Института ядерной физики Польской академии. наук. «Мы применили несколько дополнительных методов. В моем институте были проведены измерения с помощью поляризационной оптической микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и широкополосной диэлектрической спектроскопии, а в Физическом институте им. М. Смолуховского Ягеллонского университета — рентгеновская дифракция и электрооптические измерения. Кроме того, расчеты теории функционала плотности были выполнены на кластере Prometheus в Академическом вычислительном центре Cyfronet AGH. Вместе с W-1000 мы исследовали его новую модификацию W-356, также подготовленную в Военно-технологическом университете. Результаты этой совместной работы были недавно опубликованы в Physical Review E. ”

Как предполагалось, и W-1000, и W-356 показывают стекло SmC _A ^* . Их стеклование происходит при -44°С и -41°С соответственно. W-356 демонстрирует несколько иные электрооптические и структурные свойства, чем W-1000, но их поведение в застеклованном состоянии аналогично. Рентгеновскую дифракцию применяли для определения расстояния между слоями смектика и степени ближнего порядка (т.е. корреляционной длины) внутри смектических слоев. Показано, что в застеклованном SmC 9 замораживается ближний порядок.0029 A ^* фаза, так как корреляционная длина постоянна ниже температуры стеклования. Между тем в стекле SmC _A ^* послойный порядок еще эволюционирует: расстояние между слоями медленно уменьшается с понижением температуры, а распределение электронной плотности в направлении, перпендикулярном смектическим слоям, все больше отклоняется от простой синусоидальной волны. Результаты широкополосной диэлектрической спектроскопии показывают, что молекулярная динамика в обеих смесях существенно не различается. Индекс хрупкости 79.для W-1000 и 73 для W-356, что является промежуточным значением (экспериментальные ломкости находятся в диапазоне 16-200). Упомянутый показатель хрупкости не связан с механическими свойствами и описывает температурную зависимость одного из характерных времен релаксации. Ожидается, что стеклообразователи с более низким индексом хрупкости будут иметь меньшую склонность к кристаллизации.

«Первоначально я планировал изучить также кинетику холодной кристаллизации смесей W-1000 и W-356. Общей особенностью стеклообразующих материалов является то, что они не кристаллизуются при охлаждении, а их кристаллическая фаза образуется при нагревании выше температуры стеклования. Однако в W-1000 и W-356 мы не наблюдали никаких признаков кристаллизации даже при медленном нагревании», — говорит д-р Дептуч. «На самом деле, это лучший результат, чем я ожидал, потому что это означает, что кристаллизация этих смесей вряд ли будет вызвана случайным понижением температуры, в которой работает гипотетический дисплей. В застеклованной смектической фазе переключение молекул отсутствует. также, однако после повторного нагрева выше температуры стеклования ситуация в образце такая же, как и до охлаждения, поэтому дисплей не повреждается. Между тем, если образовалась кристаллическая фаза, это нарушило бы правильное выравнивание молекул в смектической фазе, и даже после плавления кристалла дисплей, вероятно, больше не работал бы должным образом».

Наконец, образцы W-1000 и W-356, использованные в измерениях XRD, впоследствии хранились при комнатной температуре. Примерно через десять недель их рентгенограммы были снова собраны. Оба образца еще находились в фазе SmC _A ^*, без признаков кристаллизации. Это подтверждает, что W-1000 является хорошей основой для будущих смесей, используемых в ЖК-дисплеях. Витрификация фазы SmC _A ^* является отдельной темой, требующей дальнейшего изучения. Структурные изменения, наблюдаемые как для смесей ниже, так и выше стеклования, следует изучить также для других смесей и чистых соединений, чтобы проверить, является ли наблюдаемое поведение универсальным. СмК _A ^{* Стекло} имеет анизотропные оптические свойства из-за частичного порядка молекул, и для некоторых приложений, отличных от LCD, могут потребоваться смектические материалы с более высокой температурой стеклования, чем W-1000, для получения SmC _A ^{* стекло} при комнатной температуре. Это дает перспективы для дальнейших испытаний новых модификаций W-1000.

 

Институт ядерной физики им. Хенрика Неводничаньского (IFJ PAN) в настоящее время является одним из крупнейших научно-исследовательских институтов Польской академии наук. Широкий спектр исследований, проводимых в IFJ PAN, охватывает фундаментальные и прикладные исследования, от физики элементарных частиц и астрофизики до физики адронов, ядерной физики высоких, средних и низких энергий, физики конденсированного состояния (включая материаловедение) до различных применение ядерной физики в междисциплинарных исследованиях, охватывающих медицинскую физику, дозиметрию, радиационную биологию и биологию окружающей среды, охрану окружающей среды и другие смежные дисциплины. Средний ежегодный объем публикаций IFJ PAN включает более 600 научных статей в авторитетных международных журналах. Ежегодно в Институте проводится около 20 международных и республиканских научных конференций. Одним из важнейших объектов Института является Циклотронный центр Броновице (ЦЦБ), который представляет собой уникальную инфраструктуру в Центральной Европе, выполняющую функции клинического и исследовательского центра в области медицинской и ядерной физики. Кроме того, IFJ PAN управляет четырьмя аккредитованными исследовательскими и измерительными лабораториями. IFJ PAN является членом Краковского исследовательского консорциума Мариана Смолуховского: «Материя-Энергия-Будущее», который в 2012-2017 годах пользовался статусом Ведущего национального исследовательского центра (KNOW) в области физики. В 2017 году Европейская комиссия присудила Институту награду за выдающиеся достижения в области HR. Институт имеет категорию А+ (высшая научная категория в Польше) в области науки и техники.

Контакты:

Д -р Александра Депптуч

Институт ядерной физики, Польская академия наук

Тел.: +48 12 662 8063

Электронная почта: Александра. :

«Сравнительное исследование электрооптических, диэлектрических и структурных свойств двух стеклообразующих антисегнетоэлектрических смесей с большим углом наклона»

А. Дептуч, С. Лалик, М. Ясюрковска-Делапорте, Э. Юшиньска-Галонзка, А. Джевич , М. Урбанска, М. Маржец

Обзор врачей E 2022, 105, 024705

DOI: https://doi.org/10.1103/Physreve.105.024705

Связь:

HTTP:/WWW.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.IFJ.

Сайт Института ядерной физики Польской академии наук.

http://press.ifj.edu.pl/

Пресс-релизы Института ядерной физики Польской академии наук.

 

ИЗОБРАЖЕНИЯ:

W-1000_XRD.