1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика твердого тела
  4. № 5, 2023

Известия РАН. Механика твердого тела, 2023, № 5, стр. 111-119

О МЕХАНИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ САМОСБОРКИ НАНОМАТЕРИАЛОВ

В. А. Бабешко a, *, О. В. Евдокимова b, О. М. Бабешко a, В. С. Евдокимов a

a Кубанский государственный университет
Краснодар, Россия

b Южный научный центр РАН
Ростов-на-Дону, Россия

* E-mail: babeshko41@mail.ru

Поступила в редакцию 11.01.2023
После доработки 20.01.2023
Принята к публикации 23.01.2023

Аннотация

В работе излагается механическая концепция самосборки наночастиц. Предполагается, что наночастицы являются деформируемыми штампами в плоской динамической контактной задаче, лежащими на границе многослойной деформируемой среды. Постоянная вибрация в микромире вызывается колебательной энергией фононов и магнонов. Ранее, в работах авторов изложена механическая концепция самоорганизации наночастиц. В ее основу положен высокочастотный резонанс, вызывающий образование стоячих волн. Они локализуют имеющиеся совокупности наночастиц на гребне стоячих волн. В основу самосборки наночастиц положен резонанс, ранее предсказанный академиком И.И. Воровичем и присущ только деформируемым штампам в контактных задачах на многослойной среде. Деформируемые наночастицы моделируются фракталами, представляющими упакованные блочные элементы, описываемые уравнением Гельмгольца. Резонанс деформируемых штампов позволяет осуществлять захват наночастиц, диктуемый кулоновскими силами притяжения. Показано, что соединение двух фракталов, порождает новый фрактал с объединенным носителем, а в случае множественного объединения, получается фрагмент наноматериала. Для реализации исследования впервые удалось построить высокоточное приближенное решение плоской контактной задачи о действии штампа любых конечных размеров на многослойное основание. Этот результат продиктован необходимостью аналитического построения теории самосборки наноматериалов.

Ключевые слова: граничные задачи, наночастицы, интегральные уравнения, высокочастотный резонанс, факторизация, самосборка

Список литературы

  1. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Об одной механической модели самоорганизации наночастиц // Изв. РАН. МТТ. 2022. № 6. С. 72–78. https://doi.org/10.31857/S0572329922060034

  2. Клеменс П. Влияние тепловых и фононных процессов на затухание ультразвука // Физическая акустика. М.: Мир, 1968. Т. 3. С. 244–284.

  3. Гутфельд Р. Распространение тепловых импульсов // Физическая акустика. М.: Мир, 1973. Т. 5. С. 267–332.

  4. Арефьева Л.П., Шебзухова И.Г. Смачивание и анизотропия межфазной энергии на границе контакта нанокристаллов индия с ориентированной подложкой // Физ.-хим. аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2018. № 10. С. 27–34. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2018.10.027

  5. Ворович И.И. Спектральные свойства краевой задачи теории упругости для неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 4. С. 817–820.

  6. Ворович И.И. Резонансные свойства упругой неоднородной полосы // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 5. С. 1076–1079.

  7. Ворович И.И., Бабешко В.А., Пряхина О.Д. Динамика массивных тел и резонансные явления в деформируемых средах. М.: Наука, 1999. 246 с.

  8. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. О контактных задачах с деформируемым штампом // Проблемы прочности и пластичности. 2022. Т. 84. № 1. С. 25–34. https://doi.org/10.32326/1814-9146-2022-84-1-25-34

  9. Бабешко В.А., Хрипков Д.А., Евдокимов В.С., Бабешко О.М., Евдокимова О.В. Построение дискретного топологического пространства самосборки для упакованных блочных элементов, имитирующих наночастицы // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2022. Т. 19. № 3. С. 38–46. https://doi.org/10.31429/vestnik-19-3-38-46

  10. Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М.: Наука, 1974. 455 с.

  11. Айзикович С.М. Асимптотическое решение одного класса парных уравнений при больших значениях параметра // Докл. АН СССР. 1991. Т. 319. № 5. С. 1037.

  12. Александров В.М., Костырева Л.А. Плоская контактная задача для предварительного несжимаемого слоя // ПММ. 2009. Т. 73. № 6. С. 977–982.

  13. Калинчук В.В., Белянкова Т.И. Динамика поверхности неоднородных сред. М.: Физматлит, 2009. 312 с.

  14. Raous M., Cangeґmi L., Cocou M. A consistent model coupling adhesion, friction, and unilateral contact // Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 1999. V. 177. P. 383–399.

  15. Shillor M., Sofonea M., Telega J.J. Models and analysis of quasistatic contact. Lect. Notes Phys. V. 655. Berlin: Springer, 2004.

  16. Guler M.A., Erdogan F. The frictional sliding contact problems of rigid parabolic and cylindrical stamps on graded coatings // Int. J. Mech. Sci. 2007. V. 49. № 2. P. 161–182. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2006.08.006

  17. Ke L.-L., Wang Y.-S. Two-dimensional sliding frictional contact of functionally graded materials // Eur. J. Mech. A. Solids. 2007. V. 26. № 1. P. 171–188. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2006.05.007

  18. Almqvist A., Sahlin F., Larsson R., Glavatskih S. On the dry elasto-plastic contact of nominally flat surfaces // Tribol. Int. 2007. V. 40. № 4. P. 574–579. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2005.11.008

  19. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Фрактальные свойства блочных элементов и новый универсальный метод моделирования // ДАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 499. № 1. С. 30–35. https://doi.org/10.31857/S2686740021040039

  20. Ворович И.И. Динамические смешанные задачи теории упругости для неклассических областей. М.: Наука, 1979. 319 с.

  21. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. On a mechanical approach to the prediction of earthquakes during horizontal motion of litospheric plates // Acta Mech. 2018. V. 229. P. 4727–4739. hpps//doi.org/https://doi.org/10.1007/s00707-018-2255-7

  22. Бабешко В.А. Обобщенный метод факторизации в пространственных динамических смешанных задачах теории упругости. М.: Наука, 1984. 254 с.

  23. Гохберг И.Ц., Крейн М.Г. Теория вольтерровых операторов в гильбертовом пространстве и ее приложения. М.: Наука, 1967. 508 с.

  24. Ефимов Н.В. Введение в теорию внешних форм. М.: Наука, 1977. 87 с.

  25. Голованов Н.Н., Ильютко Д.П., Носовский Г.В., Фоменко А.Т. Компьютерная геометрия. М.: Академия, 2006. 512 с.

  26. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Трещины нового типа и модели некоторых наноматериалов // Изв. РАН. МТТ. 2020. № 5. С. 13–20. hpps//doi.org/https://doi.org/10.31857/S0572329920050025

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика твердого тела

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал