Nauka w SMCEBI

Bio-Med · Info-Tech
Nano · Fun

Kiedy ciecze można określić jako proste? Badania metodą PVT i szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej wybranych materiałów asocjacyjnych i nie-asocjacyjnych w warunkach wysokiego ciśnienia.

Źródło finansowania

OPUS 9, Narodowe Centrum Nauki

Kwota finansowania

994 800 PLN

Czas realizacji projektu

od 03-03-2016r. do 20.12-2019r.

Opis projektu

Jednym z podstawowych czynników decydujących o własnościach danego materiału jest rodzaj oddziaływań molekularnych, które w nim występują. Zaś wpływ oddziaływań na własności zmienia się wraz ze zmianą warunków termodynamicznych. Np. w cieczach asocjacyjnych w wysokich temperaturach rola wiązań wodorowych jest niewielka, ponieważ energia termiczna molekuł jest na tyle duża że nie tworzą one większych konglomeratów; zachowują się podobnie jak materiały typu van der Waalsa. Jednak wraz z obniżaniem temperatury, podnoszeniem ciśnienia lub zwiększaniem gęstości tworzą się w tych materiałach poprzez wiązania wodorowe większe struktury, które zauważalnie modyfikują własności cieczy.

W związku z tym poszukuje się uniwersalnej metody opisu dynamiki molekularnej cieczy z użyciem zmiennych termodynamicznych. Taki uniwersalny opis pozwoliłby na charakteryzowanie własności materii w szerokim zakresie temperatur i ciśnień, przy znajomości eksperymentalnej tych własności w bardzo wąskiego przedziale zmiennych termodynamicznych.

Projekt ma dwa zasadnicze cele. Pierwszym z nich jest zaprojektowanie i wytworzenie nowego typu aparatury do pomiarów PVT, który pozwoli mierzyć objętość gęstość cieczy w zakresie ciśnień i temperatur większym niż w dostępnej obecnie aparaturze, oraz bez wykorzystanie rtęci, jak to ma miejsce w zestawach dostępnych komercyjnie.

Po drugie, przy użyciu danych uzyskanych z wykorzystaniem powstałej aparatury i w kombinacji z wynikami pomiarów nisko- i wysokociśnieniowych metodą szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej przetestowane zostaną koncepcje teoretyczne odnoszące się do własności materiałów tworzących wiązania wodorowe oraz wybranych materiałów nie-asocjacyjnych.

Lider projektu

dr hab. Sebastian Pawlus, prof. UŚ, Zakład Biofizyki i Fizyki Molekularnej, Instytut Fizyki

Zespół

prof. dr hab. Marian Paluch, dr hab. inż. Michał Mierzwa, dr inż. Sławomir Kołodziej, mgr Erik Thoms, inż. Jacek Pałka, Adam Pomietło

Publikacje

  1. Yaroslav Grosu, Michał Mierzwa, Valentine A. Eroshenko, Sebastian Pawlus, Mirosław Chorążewski, Jean-Marie Nedelec, Jean-Pierre E. Grolier "Mechanical, Thermal, and Electrical Energy Storage in a Single Working Body: Electric cation and Thermal Effects upon Pressure Induced Water Intrusion−Extrusion in Nanoporous Solids" ACS Applied Materials and Interfaces 9, 7044−7049 (2017)