Физико-химия наноструктурированных материалов

3. Условия существования поверхности, поверхностный слой, поверхностная энергия. Термодинамическое определение поверхностного натяжения. Удельная энергия Гиббса поверхности твердых тел и жидкостей. Зависимость удельной поверхности от дисперсности системы, коэффициенты формы, кривизна поверхности.

Условие существования межфазных поверхностей – наличие в системе жидкой или твердой фазы, определяющих форму и строение поверхностного слоя.

На свойства поверхностей существенно влияют: 1. большая подвижность молекул жидкости и

2. практическая неподвижность молекул и атомов твердого тела.

Поверхностные (межфазные) явления состоят в том, что на границе между соприкасающимися фазами располагается узкая переходная зона - поверхностный слой, свойства которого отличаются от свойств объемных фаз. Вдали от критической точки эффективная толщина поверхностного слоя приближается к молекулярным размерам. В средней части поверхностного слоя наблюдаются очень большие градиенты тех локальных свойств, которые различны. Например, изменение плотности в тысячу раз на границе конденсированной фазы с воздухом осуществляется на расстоянии в 1 нм в соприкасающихся фазах. Высокая неоднородность поверхностных слоев неизбежно приводит к их анизотропии. Поверхностная энергия Может быть представлена в виде произведения поверхностного натяжения (обобщенная сила) на площадь поверхности (обобщенная координата) G_s=σS.