Электрофорез диэлектрической частицы в сильном электрическом поле

Авторы

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

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

Информация о финансировании

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

  • Владимир Сергеевич Шелистов

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

  • Георгий Сергеевич Ганченко

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

  • Екатерина Витальевна Горбачева

    преподаватель кафедры "прикладная математика" Кубанского государственного университета

  • Максим Сергеевич Алексеев

    студент факультета компьютерных технологий и прикладной математики Кубанского государственного университа

  • Евгений Афанасьевич Демехин

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

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. [Zabolockij V.I., Nikonenko V.V. Ion transport in membranes. Nauka, Moscow, 1996. (In Russian)]
  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. [Babeshko V.A., Zabolockij V.I., Kirillova E.V., Urtenov M.H. Decomposition of systems of Nernst-Planck-Poisson equations. Doklady RAN [Rep. of Russian Academy of Sciences], 1995, vol. 344, no. 4, pp. 485–486. (In Russian)]
  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. [Babeshko V.A., Zabolockij V.I., Seidov P.P., Urtenov M.H. Decomposition equations for stationary electrolyte transfer in the one-dimensional case. Jelektrohimija [Electrochemistry], 1997, vol. 33, no. 8, pp. 855–862. (In Russian)]
  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. [Urtenov M.H., Kovalenko A.V. Complete decomposition of a one-dimensional system of Nernst-Planck-Poisson equations for a binary electrolyte. Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva [Ecological Bulletin of the Scientific Centers of the Black Sea Economic Cooperation], 2009, no. 2, pp. 32–37. (In Russian)]
  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.

Скачивания

Загрузки

Выпуск

Том 18 (2021) № 4

Страницы

33-40

Раздел

Физика

Даты

Поступила в редакцию

10 октября 2021

Принята к публикации

23 ноября 2021

Публикация

10 января 2022

Как цитировать

[1]
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, 2022, т. 18, № 4, pp. 33–40. DOI: 10.31429/vestnik-18-4-33-40

Лицензия

Copyright (c) 2022 Франц Е.А., Шелистов В.С., Ганченко Г.С., Горбачева Е.В., Алексеев М.С., Демехин Е.А.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Похожие статьи

1-10 из 192

Вы также можете начать расширенный поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>