Вопросы радиоэлектроники. 2019; : 83-90
Аппаратура для проведения научных исследований коллоидных растворов в условиях микрогравитации
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-6-83-90Аннотация
Для проведения серии экспериментов на борту российского сегмента международной космической станции в рамках программы исследований коллоидных систем в условиях микрогравитации разработана научная аппа-ратура «Дисперсия». К оборудованию для космических лабораторий предъявляются повышенные требования по надежности, безопасности и массогабаритным характеристикам. В статье рассмотрены структура и отличи-тельные свойства научной аппаратуры, предназначенной для исследования процессов кристаллизации коллои-дов, агрегации частиц дисперсной фазы, спинодального распада в системах полимер – растворитель. Описана оригинальная оптическая схема для проведения исследований коллоидных систем методом статического рас-сеяния света. Рассмотрены технические решения, обеспечивающие возможность формирования различных внешних воздействий на исследуемый образец в ходе исследований. Приведены результаты экспериментов по исследованию жидкофазных дисперсных систем с использованием разработанной аппаратуры в рамках на-земных испытаний.
Список литературы
1. Noda S., Kitamura K., Okino T., et al. Photonic-crystal surface-emitting lasers: review and introduction of modulated-photonic crystals // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2017. Vol. 23. P. 4900107.
2. Hussein H. M. E., Ali T. A., Rafat N. H. A review on the techniques for building all-optical photonic crystal logic gates // Optics & Laser Technology. 2018. Vol. 106. P. 385–397.
3. Бункин Н. Ф., Лобеев А. В., Ляхов Г. А. Исследование спинодального распада в расслаивающихся растворах лазерными методами // Успехи физических наук. 1997. № 167. С. 1069–1085.
4. Dinsmore A. D., Crocker J. C., Yodh A. G. Self-assembly of colloidal crystals // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 1998. Vol. 3. P. 5–11.
5. Cheng Z., Zhu J., Russel W. B., et al. Colloidal hard-sphere crystallization kinetics in microgravity and normal gravity // Applied Optics. 2011. Vol. 40. P. 4146–4151.
6. Савин С. Ф., Дьячков Л. Г., Мясников М. И. и др. Кулоновский ансамбль заряженных диамагнитных макрочастиц в неоднородном магнитном поле в условиях микрогравитации // Письма в ЖЭТФ. 2011. № 94. С. 548–552.
7. Cheng Z., Zhu J., Russel W. B., et al. Colloidal hardsphere crystallization kinetics in microgravity and normal gravity // Applied Optic. 2001. Vol. 40. P. 4146–4151.
8. Zhu J., Li M., Rogers R., et al. Crystallization of hard-sphere colloids in microgravity // Nature. 1997. Vol. 387. P. 883–885.
9. Okubo T., Tsuchida A. Microgravity effects on thermodynamic and kinetic properties of colloidal dispersions // Annals of the New York Academy of Sciences. 2002. Vol. 974. P. 164–175.
10. Manley S., Cipelletti L., Trappe V., et al. Limits to gelation in colloidal aggregation // Physical Review Letters. 2004. Vol. 93. P. 108302-1-108302-4.
11. Научная аппаратура для исследования дисперсных систем в условиях микрогравитации / А. С. Борейшо, И. А. Киселев, М. К. Рабчинский, А. В. Чугреев, И. В. Чурило // Фотоника. 2017. № 8. С. 18–26.
12. ISO 13320: Edition 2009/10: Particle size analysis – Laser diffraction methods.
Issues of radio electronics. 2019; : 83-90
SCIENTIFIC INSTRUMENT FOR COLLOIDAL SYSTEMS EXPERIMENTAL STUDYING IN MICROGRAVITY
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-6-83-90Abstract
Dispersia scientific instrument is designed to carry out series of experiments for the study of colloidal systems in microgravity conditions on the board of Russian Segment of the International Space Station. There are strong requirements on the reliability, safety, mass and overall dimensions for spaceborn scientific instruments. The design and distinctive characteristics of the scientific instrument for study of processes of colloidal crystallization, aggregation, spinodal decomposition are discussed. The experimental results of first ground tests are presented. The originally designed optic scheme for the analysis of static light scattering is described. Technical solutions developed to allow forming external stimuli to the studied sample are reviewed as well. Finally, the experimental results on the study of colloidal system with the use of the developed scientific instrument during the first ground tests are presented.
References
1. Noda S., Kitamura K., Okino T., et al. Photonic-crystal surface-emitting lasers: review and introduction of modulated-photonic crystals // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2017. Vol. 23. P. 4900107.
2. Hussein H. M. E., Ali T. A., Rafat N. H. A review on the techniques for building all-optical photonic crystal logic gates // Optics & Laser Technology. 2018. Vol. 106. P. 385–397.
3. Bunkin N. F., Lobeev A. V., Lyakhov G. A. Issledovanie spinodal'nogo raspada v rasslaivayushchikhsya rastvorakh lazernymi metodami // Uspekhi fizicheskikh nauk. 1997. № 167. S. 1069–1085.
4. Dinsmore A. D., Crocker J. C., Yodh A. G. Self-assembly of colloidal crystals // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 1998. Vol. 3. P. 5–11.
5. Cheng Z., Zhu J., Russel W. B., et al. Colloidal hard-sphere crystallization kinetics in microgravity and normal gravity // Applied Optics. 2011. Vol. 40. P. 4146–4151.
6. Savin S. F., D'yachkov L. G., Myasnikov M. I. i dr. Kulonovskii ansambl' zaryazhennykh diamagnitnykh makrochastits v neodnorodnom magnitnom pole v usloviyakh mikrogravitatsii // Pis'ma v ZhETF. 2011. № 94. S. 548–552.
7. Cheng Z., Zhu J., Russel W. B., et al. Colloidal hardsphere crystallization kinetics in microgravity and normal gravity // Applied Optic. 2001. Vol. 40. P. 4146–4151.
8. Zhu J., Li M., Rogers R., et al. Crystallization of hard-sphere colloids in microgravity // Nature. 1997. Vol. 387. P. 883–885.
9. Okubo T., Tsuchida A. Microgravity effects on thermodynamic and kinetic properties of colloidal dispersions // Annals of the New York Academy of Sciences. 2002. Vol. 974. P. 164–175.
10. Manley S., Cipelletti L., Trappe V., et al. Limits to gelation in colloidal aggregation // Physical Review Letters. 2004. Vol. 93. P. 108302-1-108302-4.
11. Nauchnaya apparatura dlya issledovaniya dispersnykh sistem v usloviyakh mikrogravitatsii / A. S. Boreisho, I. A. Kiselev, M. K. Rabchinskii, A. V. Chugreev, I. V. Churilo // Fotonika. 2017. № 8. S. 18–26.
12. ISO 13320: Edition 2009/10: Particle size analysis – Laser diffraction methods.
