Электрофорез композитных микро- и наночастиц

Целью проекта является исследование поведения композитных частиц под действием внешнего электрического поля в различных электролитах. Модель композитной частицы заключается в выделении в ней ядра и оболочки. В простейшем случае предполагается, что ядро является твердым диэлектрическим, а оболочка представляет из себя ионоселективный слой, который может быть проницаемым как для ионов, так и для жидкости. Такая структура частицы является хорошим приближением для моделирования биологических частиц, в том числе бактерий, что делает результаты выполнения проекта значимыми для решения задач медицинской диагностики и химического анализа. Разнообразие рассматриваемых типов электролитов в проекте заключается, помимо прочего, в учете их неньютоновских свойств, которые характерны для биологических жидкостей. Имеющиеся экспериментальные исследования других авторов показывают сложность и разнообразие режимов электрофореза подобных частиц, как в зависимости от их свойств, так и в зависимости от окружающего их электролита. В то же время имеющиеся теоретические результаты ограничены малыми значениями напряженности внешнего электрического поля и не учитывают неньютоновские свойства электролита. Наши собственные теоретические исследования в области электрофореза ионоселективных частиц и электроосмоса около неидеальных ионоселективных поверхностей показывают, что для достаточно больших значений напряженности, в результате различных электрокинетических неустойчивостей, могут возникать сложные течения, которые не могут быть описаны линейными приближениями, используемыми другими авторами. Исследование будет базироваться как на численном моделировании в полной нелинейной постановке, так и с помощью асимптотических методов. Для наиболее интересных режимов запланировано проведение экспериментов.