Атомно-силовая микроскопия

Мавлетов М.В., Камалтдинов И.М., Замула Ю.С.

Цель:

Применение атомно-силовой микроскопии для исследования нанопузырьков, эмульсионных капель и пленок в микро- и наномасштабе

Фотография кантилевера атомно-силового микроскопа над эмульсионной каплей
Схематическое изображение исследования взаимодействия эмульсионных капель с помощью атомно-силового микроскопа

 

Исследование эмульсионных капель

Взаимодействие капель в дисперсных системах привлекает к себе особое внимание и является предметом активных исследований. Это связано с широкой распространенностью процессов, протекающих с их участием, как в природных, так и технических системах. Описание взаимодействия отдельных структурных элементов на микроуровне является фундаментом к объяснению физических эффектов на макроуровне, в том числе и устойчивости эмульсии к различным воздействиям.

 

Полученное с помощью атомно-силового микроскопа топографическое изображение (слева) и фаза (справа) нанопузырьков на гидрофобной подложке

  

Исследование нанопузырьков

Поверхностные нанопузырьки представляют собой наномасштабные объекты сферической формы, заполненные газом и расположенные на твердой поверхности. Время жизни нанопузырьков может составлять свыше 20 часов. Предполагается, что они сильно влияют на проскальзывание на межфазной поверхности твердое тело-жидкость, что имеет огромное значение для решения практических задач микро- и наногидродинамики.

 

Трехмерное топографическое изображение пленки асфальтенов

 

Исследование пленок

Асфальтены – наиболее высокомолекулярные компоненты нефти. Количество и состав асфальтенов зависит от их способа выделения из нефти. Более того известно, что асфальтены хорошо агрегируют даже в очень хороших растворителях. Они могут находиться в форме мономеров, димеров или мультимеров. Многие исследователи отмечают, что молекулярную структуру различных соединений в асфальтенах еще предстоит установить. После традиционных способов переработки, смолисто-асфальтеновые вещества концентрируются в тяжелых нефтяных остатках – гудронах и битумах. Исследование пленок асфальтенов позволит разработать новые технологии увеличения нефтеотдачи.

Перспективы:

Полученные результаты могут быть использованы для улучшения технологий нефтедобычи и нефтепереработке, а также для создания микрожидкостных устройств