Учебное пособие посвящено новой быстро развивающейся области физической химии и химической технологии дисперсных систем и материалов - физико-химической динамике. В отличие от традиционного подхода к изучению дисперсных систем и образуемых в результате их отверждения дисперсных материалов преимущественно в статических условиях, в предлагаемой читателю книге впервые теоретически и экспериментально обоснован и реализован принципиально новый подход к дпроцессам структурообразования в дисперсных системах и "синтеза" на их основе материалов в динамических условиях. В основе этого подхода лежит изучение динамики контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз в жидких и газовых дисперсионных средах, процессов структурообразования и разрушения дисперсных структур в динамических условиях, преимущственно при осцилляции, в сочетании с введением добавок различных видов поверхностно-активных веществ. Теоретически обоснованы и экспериментально определены оптимальные параметры сочетания механических воздействий и добавок поверхностно-активынх веществ, обеспечивающие максимальную текучесть высоконаполненных и высокодисперсных (включая нанодисперсные) систем. Это позволяет на порядки величин интенсифицировать разнообразные процессы,осуществляемые с участием дисперсных систем при одновременном снижении энергоемкости этих процессов. При этом обеспечивается максимально высокая степень однородности образующихся структур в дисперсных системах и материалах. В учебном пособии представлены методы структурной виброреологии, осуществлено аппаратурное оформление ряда технологических процессов, в том числе с переходом от периодических к непрерывным высокоскоростным методам получения дисперсных систем и материалов. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников и инженеров, работающих в прикладных областях, связанных с разработкой и применением дисперсных систем и материалов для дорожного строительства, энергетики, химических технологий и ряда отраслей промышленности.

Проведено изучение вод из разных населенных пунктов Томской области:г. Томск, г. Новосибирск, г. Владивосток, вод природных (родниковых), а также минеральных вод, поступающих в продажу - методом фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС) в процессе нагревания. Для всех образцов наблюдается увеличение размеров частиц дисперсной фазы с ростом температуры. Аналогичная тенденция прослеживается и в модельных системах на основе солей СаSO4. Высказано предположение, что в качестве дисперсной фазы выступают частицы "солей жесткости".

Показано влияние качества бурового раствора и режима промывки скважины на эффективность бурения. Рассмотрены структурно-реологическоие и фильтрационные свойства растворов, закономерности их изменения, аппаратура и методы измерения параметров растворов. Описан выбор типа и режима течения буровых растворов, а также их оптимальной рецептуры для различных конкретных условий бурения. Для инженерно-технических работников буровых предприятий, занимающихся составлением рецептур и использованием буровых растворов.

Монография посвящена теоретическим методам моделирования динамических процессов в аэродисперсных системах. Рассмотрены общие свойства дисперсных систем, сформулированы кинетические уравнения для процессов конденсации и коагуляции аэрозолей, исследованы общие свойства их решений. Изложен интегральный подход, позволяющий эффективно моделировать кинетику конденсации/коагуляции, разработаны подходы к моделированию кинетических процессов в многокомпонентных системах. Рассмотрены теоретические и численные модели, предназначенные для описания динамических процессов в аэродисперсных системах. Разработана модель кинетики конденсации и коагуляции в системах с двухфазной дисперсной средой. Приведены результаты численного моделирования, полученные для кинетики формирования осадков в двух полномасштабных облачных экспериментах. Рассмотрены модели, используемые для описания источников промышленных и аварийных выбросов, приведены некоторые результаты моделирования. Описаны подходы, разработанные для расчета процессов атмосферного переноса, изложены материалы по моделированию экспериментов. Приведены общие характеристики прикладных программ AERFORM и ПРОГНОЗ, разработанных в ядерном центре ВНИИЭФ для численного моделирования процессов формирования и переноса аэрозолей. Содержание и результаты адресованы специалистам, занимающимся созданием теоретических моделей и прикладных численных программ, а также практическими проблемами физики атмосферных аэрозолей. Для специалистов, работающих в области физики атмосферы, механики двуфазных сред, математической физики, безопасности и охраны окружающей среды.

В монографии изложены результаты исследований физических процессов и явлений, которые ведут к формированию дисперсных материалов или определяют их свойства. Исследовались гомогенная конденсация при расширении паров металлов в вакуум, гетерогенная конденсация паров металлов на твердых подложках в присутствии примесей с формированием дисперсных конденсатов, течения в тонких пленках и их распад, а также явления, сопутствующие коалесценции дисперсных частиц. Описаны несколько технологических приложений результатов исследований : энергетически выгодные способы получения металлических порошков, получение композитов нанодисперсный металл в органической матрице, способы тонкой очистки газов, запыленных микро- и наночастицами. Исследования проведены в 80-90-е годы прошлого века в лаборатории теплофизики микродисперсных систем Института теплофизики СО РАН. Монография ориентирована на студентов вузов физических специальностей, исследователей физики дисперсных систем, инженеров и технологов, работающих в области нанотехнологий.

Изложены результаты исследования закономерностей локализации современных нитроксильных спиновых зондов в реальных нефтяных системах и синтетических нефтяных образцах. Приведена интерпретация результатов экспериментов исходя из теории спектров ЭПР нитроксильных радикалов. На основе простейших моделей разработаны подходы к анализу коллоидной структуры нефтяных дисперсных систем (характеристика областей локализации молекул спиновых зондов). Представлены результаты тестирования ряда реальных нефтяных объектов с применением предложенной схемы анализа. Обсуждены возможные перспективы исследований нефтяных дисперсных систем с применением метода спинового зонда.

Представлено современное состояние коллоидной химии, ее прикладное значение применительно к новым материалам и технологиям с учетом наиболее крупных научных достижений за последние 20-25 лет. Подробно изложены основы коллоидной химии: поверхностные и капиллярные явления, термодинамика поверхностей раздела фаз, адсорбция поверхностно-активных веществ, мицеллярные системы, электроповерхностные явления, устойчивость и молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем, ультрадисперсные системы («наносистемы»). Рассмотрены главные процессы коллоидной химии: коагуляция, коалесценция, седиментация, образование коллоидных структур. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по химическим, биологическим, медицинским, геологическим специальностям.

В книге методически обобщены собственные изыскания автора, результаты научных исследований, характеризующие сущность коллоидно-химических представлений и аналитических методов исследований, позволяющие понять особенности поведения НДС в реальных условиях их существования, в частности в процессах добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Представленное изложение материала предполагается в дальнейшем использовать при создании единых и общих принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем в учебных курсах, связанных с технологией переработки углеводородного сырья.

Изучено начало кристаллизации парафинов в различных типах нефтяных дисперсных систем с добавлением присадок низкочастотным вибрационным методом.

Рассмотрены различные методы получения ультрадисперсных (нано-) материалов — механические, физические, химические, биологические. Обобщены современные представления об электрических, магнитных, тепловых, оптических, диффузионных, химических и механических свойствах наноматериалов. Подчеркнута и продемонстрирована зависимость этих свойств от структуры материала и геометрических размеров наночастиц. Значительное внимание уделено вопросам хранения и транспортировки наноматериалов. Для студентов, обучающихся по специальностям «Физико-химия процессов и материалов», «Наноматериалы», «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», преподавателей, аспирантов, слушателей курсов повышения квалификации.