Электрофорез диэлектрической частицы в сильном электрическом поле

Авторы

  • Франц Е.А. Финансовый университет при Правительстве РФ, Краснодар, Russian Federation
  • Шелистов В.С. Финансовый университет при Правительстве РФ, Краснодар, Russian Federation
  • Ганченко Г.С. Финансовый университет при Правительстве РФ, Краснодар, Russian Federation
  • Горбачева Е.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Алексеев М.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Демехин Е.А. Финансовый университет при Правительстве РФ, Краснодар, Russian Federation

УДК

532.5.013:532.516:538.5:544.6

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-4-33-40

Аннотация

Проведено численное моделирование задачи движения сферической сильнозаряженной диэлектрической микрочастицы в электрическом поле высокой напряженности. Математически задача описывается нелинейной системой Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, численное решение которой проводилось в широком диапазоне параметров.

Ключевые слова:

электрофорез, диэлектрическая частица, система Нернста-Планка-Пуассона-Стокса, сильное электрическое поле, неравновесные процессы

Финансирование

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и администрации Краснодарского края в рамках научного проекта № 19-48-235001

Информация об авторах

Елизавета Александровна Франц

младший научный сотрудник лаборатории "Электро- и гидродинамика микро- и наномасштабов" Финансового университета при Правительстве РФ

e-mail: eafrants@fa.ru

Владимир Сергеевич Шелистов

канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории "Электро- и гидродинамика микро- и наномасштабов" Финансового университета при Правительстве РФ

e-mail: VSShelistov@fa.ru

Георгий Сергеевич Ганченко

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории "Электро- и гидродинамика микро- и наномасштабов" Финансового университета при Правительстве РФ

e-mail: ganchenko.ru@gmail.com

Екатерина Витальевна Горбачева

преподаватель кафедры "прикладная математика" Кубанского государственного университета

e-mail: katya1911@list.ru

Максим Сергеевич Алексеев

студент факультета компьютерных технологий и прикладной математики Кубанского государственного университа

e-mail: mrmaxnhbyflwfnm@mail.ru

Евгений Афанасьевич Демехин

д-р физ.-мат. наук, заведующий лабораторией "Электро- и гидродинамика микро- и наномасштабов" Финансового университета при Правительстве РФ

e-mail: edemekhi@gmail.com

Библиографические ссылки

  1. Napoli M., Eijkel J.C.T., Pennathur S. Nanofluidic technology for biomolecule applications // Lab Chip. 2010. Vol. 10. P. 957.
  2. Chang H.-C., Yossifon G., Demekhin E.A. Nanoscale electrokinetics and microvortices // Annu. Rev. Fluid Mech. 2012. Vol. 44. P. 401.
  3. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. М.: Наука. 1996. 392 c.
  4. Бабешко В.А., Заболоцкий В.И., Кириллова Е.В., Уртенов М.Х. Декомпозиция систем уравнений Нернста-Планка-Пуассона // ДАН. 1995. Т. 344. № 4. С. 485–486.
  5. Бабешко В.А., Заболоцкий В.И., Сеидов P.P., Уртенов М.Х. Декомпозиционные уравнения для стационарного переноса электролита в одномерном случае // Электрохимия. 1997. Т. 33. № 8. С. 855–862.
  6. Уртенов М.Х., Коваленко А.В. Полная декомпозиция неодномерной системы уравнений Нернста-Планка-Пуассона для бинарного электролита // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2009. № 2. С.  32–37.
  7. Smoluchowski M. Contribution to the theory of electro-osmosis and related phenomena // Bull. Int. Acad. Sci. Cracovie. 1903. No. 184. P. 199.
  8. Mishchuk N.A. Concentration polarization of interface and non-linear electrokinetic phenomena // Advances in Colloid and Interface Science. 2010. Vol. 160. P. 16–39.
  9. Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis / Ed. by Angel V. Delgado. CRC Press, 2002. 1016 p.
  10. Schnitzer O., Yariv E. Macroscale description of electrokinetic flows at large zeta potentials: Non-linear surface conduction. // Physical Review E. 2012. Vol. 86. Iss. 2. P. 021503.
  11. Schnitzer O., Zeyde R., Yavneh I., Yariv E. Weakly non-linear electrophoresis of a highly charged colloidal particle // Physics of Fluids. 2013. Vol. 25. Iss. 5. P. 052004.
  12. Schnitzer O., Yariv E. Non-linear electrophoresis at arbitrary field strengths: small-Dukhin-number analysis // Physics of Fluids. 2014. Vol. 26. Iss. 12. P. 122002.
  13. Tottori S., Misiunas K., Keyser U.F. Non-linear Electrophoresis of Highly Charged Nonpolarizable Particles // Physical Review Letters. 2019. Vol. 123. Iss. 1. P. 014502.
  14. Demekhin E., Korovyakovskiy A., Shelistov V. Nonlinear electrophoresis in a strong electric field // International Journal of Heat and Technology. 2010. Vol. 28, no. 1.
  15. Ganchenko G., Frants E., Shelistov V., Nikitin N., Amiroudine S., Demekhin E. Extreme nonequilibrium electrophoresis of an ion-selective microgranule // Physical Review Fluids. 2019. Vol. 4. Iss. 4. P. 043703.

Загрузки

Выпуск

Раздел

Физика

Страницы

33-40

Отправлено

2021-10-10

Опубликовано

2022-01-10

Как цитировать

Франц Е.А., Шелистов В.С., Ганченко Г.С., Горбачева Е.В., Алексеев М.С., Демехин Е.А. Электрофорез диэлектрической частицы в сильном электрическом поле // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2021. Т. 18, №4. С. 33-40. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-18-4-33-40

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)