Моделирование статических и динамических свойств магнитной жидкости
Аннотация
Возможность управления свойствами и поведением жидких и полимерных сред при помощи внешнего магнитного поля очень привлекательна для современных технологий, так как позволяет достигать решения многих инженерных, биологических и медицинских задач. Главным условием применения таких материалов является их чувствительность к слабым полям, создание которых не требует громоздкого и дорогостоящего оборудования. Эффективное решение такой задачи дают магнитные жидкости (феррожидкости) – искусственно синтезируемые устойчивые взвеси наноразмерных однодоменных частиц ферро- и ферримагнитных материалов в жидких носителях. Феррожидкости используются для получения новых технологий, создания новых конструкций и приборов различного назначения.
Для эффективного применения магнитных жидкостей необходимо развитие теоретической основы в исследовании статических и динамических свойств магнитной жидкости. Известные теоретические модели магнитной жидкости как правило разработаны для разбавленных системам, в которых межчастичные взаимодействия могут быть полностью проигнорированы. Эти модели приводят к точным результатам для не концентрированных феррожидкостей, но не могут объяснить свойства и поведение умеренно и высоко концентрированных феррожидкостей, где взаимодействие между частицами является значительным. Кроме того следует учитывать, что по своему гранулометрическому составу реальные магнитные жидкости полидисперсны.
В настоящей работе статические свойства магнитных жидкостей будут исследоваться на примере структурного фактора и парной функции распределения. Эти функции будут построены теоретически с учетом межчастичных взаимодействий. Учет межчастичных взаимодействий будет проведен в рамках модифицированной теории среднего поля первого порядка, что позволит предсказать динамическое поведение умеренно концентрированных жидкостей. Полидисперсность будет учтена в рамках бидисперсной модели. Динамические свойства магнитной жидкости будут рассмотрены на примере динамической восприимчивости. Безусловно, большая значимость таких магнитных жидкостей заключается в лечении раковых опухолей методами гипертермии.
Для эффективного применения магнитных жидкостей необходимо развитие теоретической основы в исследовании статических и динамических свойств магнитной жидкости. Известные теоретические модели магнитной жидкости как правило разработаны для разбавленных системам, в которых межчастичные взаимодействия могут быть полностью проигнорированы. Эти модели приводят к точным результатам для не концентрированных феррожидкостей, но не могут объяснить свойства и поведение умеренно и высоко концентрированных феррожидкостей, где взаимодействие между частицами является значительным. Кроме того следует учитывать, что по своему гранулометрическому составу реальные магнитные жидкости полидисперсны.
В настоящей работе статические свойства магнитных жидкостей будут исследоваться на примере структурного фактора и парной функции распределения. Эти функции будут построены теоретически с учетом межчастичных взаимодействий. Учет межчастичных взаимодействий будет проведен в рамках модифицированной теории среднего поля первого порядка, что позволит предсказать динамическое поведение умеренно концентрированных жидкостей. Полидисперсность будет учтена в рамках бидисперсной модели. Динамические свойства магнитной жидкости будут рассмотрены на примере динамической восприимчивости. Безусловно, большая значимость таких магнитных жидкостей заключается в лечении раковых опухолей методами гипертермии.