Гомогенная нуклеация и диффузионный рост наночастицы при ультразвуковом воздействии
Рехвиашвили С.Ш.1
1Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН, Нальчик, Россия

Email: rsergo@mail.ru
Поступила в редакцию: 19 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 28 сентября 2025 г.
Принята к печати: 29 сентября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 октября 2025 г.
Предложена теоретическая модель гомогенной нуклеации и роста отдельного зародыша (наночастицы) в жидкофазной среде под воздействием ультразвука. Модель сочетает термодинамический подход, позволяющий вычислять работу образования зародыша и его критический радиус в нестационарном поле давления, с кинетическим описанием диффузионного массопереноса и роста индивидуальной наночастицы под действием акустических колебаний. Предложенный подход позволяет установить связь между интенсивностью ультразвукового воздействия и характеристиками формирования наночастицы, а также может служить основой для построения статистического распределения наночастиц по размерам. Ключевые слова: гомогенная нуклеация, ультразвуковая обработка, критический радиус зародыша, диффузионный рост, акустические колебания, наночастица, термодинамическая модель, кинетическая модель.
- K.S. Suslick, G.J. Price. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 295 (1999). https://doi.org/10.1146/annurev.matsci.29.1.295
- J.H. Bang, K.S. Suslick. Adv. Mater. 22, 1039 (2010). https://doi.org/10.1002/adma.200904093
- A. Gedanken. Ultrason. Sonochem. 11, 47 (2004). https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2004.01.037
- H. Xu, B.W. Zeiger, K.S. Suslick. Chem. Soc. Rev. 42, 2555 (2013). https://doi.org/10.1039/c2cs35282f
- M. Ashokkumar. Ultrason. Sonochem. 18, 864 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2010.11.016
- K. Okitsu, M. Ashokkumar, F. Grieser. J. Phys. Chem. B 109, 20673 (2005). https://doi.org/10.1021/jp0549374
- H.N. Kim, K.S. Suslick. Crystals 8, 7, 280 (2018). https://doi.org/10.3390/cryst8070280
- R.A. Salkar, P. Jeevanandam, S.T. Aruna, Y. Koltypin, A. Gedanken. J. Mater. Chem. 9, 1333 (1999). https://doi.org/10.1039/a900568d
- T.J. Mason, J.P. Lorimer. Applied sonochemistry: The uses of power ultrasound in chemistry and processing. Wiley-VCH, Weinheim (2002). 303 p
- В.В. Чиркова, Н.А. Волков, Г.Е. Абросимова. ФТТ 67, 1, 56 (2025)
- D. Kashchiev. Nucleation: Basic theory with applications. Butterworth Heinemann, Oxford, Boston (2000). 544 p
- N.T.K. Thanh, N. Maclean, S. Mahiddine. Chem. Rev. 114, 15, 7610 (2014). https://doi.org/10.1021/cr400544s
- В.А. Акуличев, В.Н. Алексеев, В.А. Буланов. Периодические фазовые превращения в жидкостях. Наука. М. (1986). 279 с
- С.А. Кукушкин, А.В. Осипов. УФН 168, 10, 1084 (1998). https://doi.org/10.1070/PU1998v041n10ABEH000461
- V.V. Slezov. Kinetics of first-order phase transitions. Wiley-VCH Verlag GmbH \& Co. KGaA, Weinheim (2009). 415 p
- В.Г. Дубровский. Теория формирования эпитаксиальных наноструктур. Физматлит, М. (2009). 350 с
- S.C. Gupta. The classical Stefan problem. Basic concepts, modelling and analysis with quasi-analytical solutions and methods. 2nd edn. Elsevier, Amsterdam (2017). 750 p. https://doi.org/10.1016/C2017-0-02306-6