В.С. Исмаилов1

1 Комплексный научно-исследовательский институт им. Х.И. Ибрагимова РАН (г. Грозный, Россия)
1vis_089@mail.ru

Постановка проблемы. При определении поверхностной динамической вязкости методом колеблющейся капли классическая модель Лукассена – ван ден Темпела имеет принципиальные ограничения, особенно при анализе нестационарных и зашумленных сигналов на высоких и низких частотах. Дополнительную погрешность вносит скрытая цифровая фильтрация, заложенная в программное обеспечение тензиометров по умолчанию, что приводит к искусственной модификации первичного сигнала и потере его физической достоверности.

Цель. Повысить объективность и помехоустойчивость расчетов поверхностной динамической вязкости путем модификации классической модели Лукассена – ван ден Темпела и сравнительной оценки амплитудного и интегрального подхода.

Результаты. Показаны недостатки амплитудного анализа в условиях реальных экспериментальных данных. Классическая модель модифицирована переходом от амплитудного к интегральному подходу, учитывающему полный временной ряд деформации и напряжения. На основе фундаментальных положений теории Лукассена предложена универсальная интегральная формула, оперирующая среднеквадратичными значениями и энергетическим балансом колебательного процесса.

Практическая значимость. Предложенная универсальная интегральная формула (интегральный метод) обеспечивает высокую помехоустойчивость и объективность расчетов без необходимости предварительной фильтрации, позволяя получать более достоверные данные о реологических свойствах межфазных границ в сложных экспериментальных условиях. По сравнению с амплитудным подходом, данный метод повышает точность определения поверхностной динамической вязкости на 30–50 % при работе с исходным, немодифицированном массивом данных.

Исмаилов В.С. Интегральный подход к определению поверхностной динамической вязкости как альтернатива модели Лукассена – ван ден Темпела // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2026. Т. 18. № 2. С. 56–63. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202602-06

1. Ковтун А.И. Адсорбционные и дилатационные реологические свойства лактата хитозана на границе раздела жидкость-газ // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2020. № 12. С. 816–826. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.816.
2. Lucassen-Reynders E.H., Fainerman V.B., Miller R. Surface dilational modulus or Gibbs elasticity of protein adsorption layers // The Journal of Physical Chemistry B. 2004. V. 108. № 26. P. 9173–9176. DOI: 10.1021/jp049682t.
3. Дадашев Р.Х., Джамбулатов Р.С., Элимханов Д.З. Измерение поверхностного натяжения методом висящей капли на тензиометре DSA-100 // Сб. трудов КНИИ РАН. 2012. № 5. С. 3–7.
4. Ravera F., Liggieri L., Loglio G. Dilational rheology of adsorbed layers by oscillating drops and bubbles // Progress in Colloid and Interface Science, Interfacial Rheology. 2009. V. 1. P. 137–177.
5. Zholob S.A., Kovalchuk V.I., Makievski A.V. et al. Determination of the dilational elasticity and viscosity from the surface tension response to harmonic area perturbations // Progress in Colloid and Interface Science, Interfacial Rheology. 2009. V. 1. P. 77–102.
6. Babak V.G., Baros F., Boury F., Desbrières J. Dilational viscoelasticity and relaxation properties of interfacial electrostatic complexes between oppositely charged hydrophobic and hydrophilic polyelectrolytes // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2008. V. 65. № 1. P. 43–49. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2008.02.019.
7. Babak V.G., Auzely R., Rinaudo M. Effect of electrolyte concentration on the dynamic surface tension and dilational viscoelasticity of adsorption layers of chitosan and dodecyl chitosan // The Journal of Physical Chemistry B. 2007. V. 111. № 32. P. 9519–9529. DOI: 10.1021/jp0718653.
8. Носков Б.А., Быков А.Г. Дилатационная поверхностная реология растворов высокомолекулярных соединений // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 6. С. 634–652.
9. Module of surface rheology DSA100 with DS3266 V02-02 © KRÜSS GmbH. Hamburg. 2004–2006.
10. Monte K., Fuller G.G., Bergeron V. Shear and dilational surface rheology of oppositely charged polyelectrolyte/surfactant microgels adsorbed at the air-water interface. Impact on foam stability // The Journal of Physical Chemistry B. 2004. V. 108. № 44. P. 16473–16482. DOI: 10.1021/jp046845x.