Исследование процессов переноса в плазму компонентов водных растворов солей металлов: эксперимент и компьютерное моделирование

Проект направлен на решение фундаментальных проблем в области разрядов с жидким электролитным катодом. Интерес к газовым разрядам, контактирующим с жидкостями, обусловлен двумя группами факторов. Во-первых, это перспективные приложения плазменно-растворных систем, среди которых - очистка и дезинфекция воды, модифицирование высокомолекулярных соединений, нанесение покрытий на различные материалы, формирование микро- и наноструктур, контроль чистоты водных растворов. Во-вторых, это неравновесные системы, в которых процессы образования активных частиц в жидкой фазе и в плазме тесно взаимосвязаны. Это отчетливо проявляется в разрядах, где жидкость является катодом. Бомбардировка электролитного катода ионами вызывает диссоциацию молекул растворителя и последующее протекание различных физико-химических процессов в жидкости. Эта же бомбардировка неизбежно приводит к переносу в газовую фазу молекул растворителя и компонентов растворенных веществ. Продукты переноса должны изменять состав плазмы, набор протекающих в ней элементарных процессов, и как следствие, изменяют физические параметры плазмы и скорости плазмохимических реакций. Отсутствие систематических исследований процессов переноса компонентов раствора в плазму затрудняет формирование гипотез, объясняющих механизм переноса, а также препятствует развитию новых приложений плазменно-растворных систем. Таким образом, основной задачей проекта является изучение закономерностей процессов переноса компонентов раствора в плазму под действием разряда атмосферного давления с жидким катодом. Данный проект предполагает всестороннее исследование процессов переноса как методами натурного эксперимента, так и методами компьютерного и численного моделирования. В данной работе будет впервые использован метод молекулярной динамики для исследования ионного распыления растворов под действием бомбардирующих ионов, поступающих из плазмы.