Вести с полей: как твердые вещества поглощают жидкие металлы

Эффект Ребиндера был открыт Петром Александровичем Ребиндером еще в 1928 году. Тем не менее ученые, в том числе и российские, продолжают его исследовать и совершать новые открытия. На Всероссийской конференции «Поверхностные явления в дисперсных системах» научный руководитель Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН Николай Захарович Ляхов рассказал о механохимическом синтезе в металлических системах с участием жидкой фазы, в котором важную роль играет эффект Ребиндера.

Механохимия изучает химические реакции в смесях твердых веществ при механическом воздействии на них. Скорость реакций в таких смесях существенно зависит от контактной поверхности между компонентами. Контакт твердых веществ является точечным, а при взаимодействии твердого с жидким вся поверхность твердого будет полностью контактной, то есть в 1000 раз больше, чем в смеси твердого с твердым. Соответственно, и скорость реакции твердого с жидким будет существенно выше, чем твердого с твердым. Кроме того, жидкий металл является мощным поверхностно-активным веществом по отношению к твердому металлу и, проникая по межзеренным границам, резко снижает прочность твердого металла и ускоряет его разрушение. Жидкий металл покрывает вновь образованные мелкие частицы твердого, еще более увеличивая контактную поверхность и тем самым ускоряя химическое взаимодействие между компонентами. В этом заключается эффект Ребиндера в механохимии.

Николай Захарович Ляхов, научный руководитель Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, рассказал о том, как российские ученые исследуют проявления эффекта Ребиндера при механохимическом взаимодействии с участием жидкой фазы в смешиваемых и несмешиваемых системах. К последним относится система вольфрам‒галлий (температура плавления галлия 29 °С), в которой галлий растекается по поверхности частиц вольфрама за 1 минуту механической активации. За 20 минут механической активации вольфрам в присутствии галлия измельчается до наноразмеров, и галлий внедряется в кристаллическую решетку вольфрама.

Ученые отмечают, что эффект Ребиндера несет в себе большой потенциал и может быть использован при изучении различных систем.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий». Конференция проводится в рамках инициативы "Юбилейные мероприятия" Десятилетия науки и технологий в России.