Исследование процессов конденсации и кристаллизации при гидратообразовании в сверхзвуковых струях.

Исследование кинетики фазовых превращений в газонасыщенных слоях аморфного льда, полученных при низкотемпературной конденсации сверхзвуковых молекулярных пучков разреженного пара и газа, актуально как для формирования фундаментальных представлений о механизме распада сильно неравновесных метастабильных систем, так и для создания новых способов получения газовых гидратов с целью разработки экономичных и безопасных технологий хранения и транспорта природного газа и водорода. Проект направлен на исследование условий формирования и устойчивости газовых гидратов в неравновесных водно-газовых слоях, полученных сверхзвуковой конденсацией молекулярных пучков, при медленном и быстром импульсном нагревании. В наших опытах с твердыми аморфными слоями воды кристаллизация при локальном тепловом воздействии на образец происходила при пониженных температурах. При этом определяющее влияние на кинетику кристаллизации оказывает не только частота образования кристаллических зародышей, но и скорость роста кристаллической фазы. В условиях глубокой метастабильности лавинообразное зарождение центров кристаллизации захватывает молекулы газа, поэтому не происходит их вытеснение движением фронта кристаллизации.Использование сверхзвукового осаждения молекулярных пучков с конденсацией нанокластеров льда в сверхзвуковых струях разреженного пара создает условия для возникновения «горячих» центров кристаллизации в неравновесных водно-газовых конденсатах и переход к взрывному режиму формирования газовых гидратов. Это создает условия для высокой производительности гидратообразования по сравнению с традиционными способами получения газовых гидратов. Развиваемый авторами проекта подход к изучению кинетики фазовых превращений при распаде сильно неравновесных газонасыщенных водных конденсатов, а также исследование свойств формирующихся в этих условиях газовых гидратов, является новым и оригинальным в мировой науке. Ожидаемые результаты существенно дополнят фундаментальные представления о веществах при глубокой метастабильности, послужат основой применения нового метода получения газовых гидратов.