ГИСТЕРЕЗИС И ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ПРОСТРАНСТВЕННО- ОГРАНИЧЕННЫХ ИОННЫХ ПРОВОДНИКАХ. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Федоров Александр Николаевич

• Федоров Александр Николаевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Федоров Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1 Электрогидродинамика мембран

1.2 Электрогидродинамика

1.3 Проблемы «водного мостика»

1.3.1 Оптические неоднородности

1.3.2 Потоки жидкости внутри «водного мостика»

1.3.3 Разделение показателя рН в системе с «водным мостиком»

1.3.4 Влияние магнитных и электростатических полей на «водный мостик»

1.3.5 Устойчивость «водного мостика»

1.3.6 Нейтронография и рентгенография «водного мостика»

1.3.7 Термография «водного мостика»

1.3.8 Возможные объяснения и физические механизмы «водного мостика»

1.4 Спектральные характеристики «водного мостика»

1.4.1 Температурные изменения в спектре воды

1.4.2 Изменения в спектре воды, связанные с наличием в ней неорганических растворимых веществ

1.4.3 Инфракрасные спектры «водного мостика»

Выводы главы

2. ГЛАВА 2. Экспериментальные установки и методы

2.1 Основная экспериментальная установка

2.1.1 Калибровка источника питания

2.2 Спектрометр комбинационного рассеяния с анализом пространственных распределений спектров

Выводы главы

3. ГЛАВА 3. Экспериментальные результаты

3.1 Вольт-амперные характеристики «водного мостика»

3.2 Распределение ионов в «водном мостике»

3.2.1 Спектральные проявления Н+ и ОН- ионов

3.2.2 Распределение ионов Н+ и ОН- в «водном мостике»

Выводы главы

4. ГЛАВА 4. Физическая модель гистерезиса ВАХ пространственно

-ограниченного проводника и экспериментальная проверка модели

4.1 Модель «динистора»

4.2 Модель теплового пробоя

4.2.1 Явление «шнурования тока» при тепловом пробое

4.2.2 Экспериментальная проверка модели теплового пробоя

Выводы главы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ГИСТЕРЕЗИС И ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В ПРОСТРАНСТВЕННО- ОГРАНИЧЕННЫХ ИОННЫХ ПРОВОДНИКАХ.»

Актуальность.

Исследование физических механизмов известных процессов и обнаружение новых явлений в конденсированных средах является основной задачей физики конденсированных сред. В настоящей работе обнаружено новое явление - появление отрицательного дифференциального сопротивления и гистерезиса вольт-амперной характеристики в пространственно-ограниченных слабых ионных проводниках, таких как парящий «водный мостик» и растворы в тонких трубках. Исследование физического механизма этих явлений представляет интерес с фундаментальной точки зрения. В практическом плане электрофизические характеристики водных растворов в последнее время активно изучаются в связи с возможностями управления химическими реакциями методами современной электроники (управляемые мембраны, рН- управляющие чипы и т.п.). Главной задачей при этом является проблема разделения ионов заданного сорта в растворе. Изучение процессов разделения ионов в условиях, когда наблюдается гистерезис и отрицательное дифференциальное сопротивление, очевидно, представляет практический интерес.

Современное состояние проблемы.

В настоящее время уже известны необычные электрофизические характеристики ионных проводников, в том числе гистерезисные, возникающие в микро- и нанопористых мембранах, используемых на практике в электрохимии для разделения ионов. При этом обычная интерпретация связывает эти явления с т.н. эффектом Вина - усилением диссоциации в сильных электрических полях. Однако, как оказывается, сильный гистерезис возникает и в условиях когда эффект Вина практически исключен. Так, в последние годы большое внимание привлекло такое (давно известное) явление, как «парящий водный мостик», проявляющий ряд

неожиданных свойств. В таком мостике, как показано в настоящей работе, также имеет место электрический гистерезис и участок вольт-амперной характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением, однако, эффект Вина невозможен и физический механизм этих явлений на сегодняшний день пока неясен. Правильное понимание механизмов физических процессов в таких пространственно-ограниченных ионных проводниках в настоящее время совершенно необходимо для практических приложений в электрохимии, химической электронике и т.п.

Цели и задачи исследования.

Основной целью настоящей работы является выяснение физического механизма возникновения электрического гистерезиса и отрицательного дифференциального сопротивления в пространственно-ограниченных ионных проводниках.

Для достижения этой цели должны быть решены следующие задачи:

(1) создание экспериментальной установки для исследования электрофизических характеристик ионных проводников на примере дистиллированной воды в виде «водного мостика» и других пространственно-ограниченных формах водного ионного проводника;

(2) получение экспериментальных зависимостей вольт-амперных характеристик от геометрических и физических параметров эксперимента;

(3) создание экспериментальной установки - спектрометра комбинационного (рамановского) рассеяния с пространственным разрешением, позволяющим по наблюдению формы полосы О^-валентных колебаний анализировать пространственное распределение ионов (гидроксила и гидроксония) в эксперименте;

4) получение экспериментальных результатов и анализ пространственного распределения ионов в эксперименте;

(5) предложение физической модели, объясняющей наблюдаемые явления и экспериментальная проверка модели.

Новизна полученных результатов.

- Впервые обнаружено явление электрического гистерезиса, а также отрицательного дифференциального сопротивления при протекании ионного тока в дистиллированной воде по пространственно-ограниченной области (в трубке, в «водном мостике» и т.п.); ранее подобные явления наблюдались только в полупроводниках, некоторых диэлектриках и в плазме, но не в воде при невысоких (физиологических) температурах.

- Впервые экспериментально показано методом пространственно -разрешенной спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния, что при протекании ионного тока в пространственно-ограниченной области дистиллированной воды («водном мостике» и т.п.) внешние слои воды имеют увеличенное содержание гидроксил-ионов, а внутренние - увеличенное содержание ионов гидроксония (протонов).

- Впервые предложен физический механизм электрического гистерезиса и отрицательного дифференциального сопротивления в пространственно-ограниченных ионных проводниках, основанный на возникновении положительной обратной связи между концентрацией ионов и температурой, которая увеличивается при протекании тока, вызывая увеличение концентрации ионов, снижение сопротивления и дальнейшее увеличение нагрева и приводящее к шнурованию тока.

Теоретическая и практическая значимость полученных результатов.

- Экспериментальное обнаружение новых явлений - электрического гистерезиса и отрицательного дифференциального сопротивления в пространственно-ограниченных ионных проводниках имеет очевидное фундаментальное (теоретическое) значение для физики жидкостей, электрогидродинамики и электрохимии растворов;

- Обнаруженная экспериментально неоднородность распределения ионов разных типов по сечению ионного проводника и явление шнурования тока должны учитываться при решении задач электрогидродинамики, электрохимии и др., что является, несомненно, важным результатом для этих областей.

- Предложенный механизм гистерезиса и отрицательного дифференциального сопротивления не только объясняет наблюдаемые процессы, но и может использоваться для предсказания новых явлений в подобных системах.

- На основании выясненного механизма открывается возможность создания, например, оптическими (лазерными) методами пространственных проводящих каналов в жидкой среде для предпочтительного протекания ионов заданного сорта для задач электрохимии и химической электроники.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) На вольт-амперной характеристике ионных проводников, представляющих собой трубки дистиллированной воды (диаметром 1 - 5 мм и длиной 5 - 40 мм), при напряжениях 5 - 7 кВ возникает гистерезис, а также участки отрицательного дифференциального сопротивления.

2) При протекании ионного тока в простанственно-ограниченной области дистиллированной воды типа «водного мостика» радиальное распределение

ионов И(И30) и ОН- в поперечном сечении неоднородно, имеет место повышенное содержание гидросксил-ионов в приповерхностных слоях, а гидроксония - в приосевом канале.

3) Физический механизм появления гистерезиса и отрицательного дифференциального сопротивления в пространственно-ограниченных ионных проводниках обусловлен положительной обратной связью между концентрацией ионов и температурой, приводящей к шнурованию тока в таком ионном проводнике.

Степень обоснованности и достоверности полученных научных результатов.

Сформулированные в диссертационном исследовании положения, выводы и рекомендации обоснованы достаточным объёмом полученных экспериментальных результатов по электропроводности и спектроскопии жидких ионных проводников. Достоверность полученных результатов обеспечивается адекватностью и надежностью применявшихся экспериментальных методик, а также хорошим согласием с известными данными.

Личный вклад автора.

1. Автором лично разработаны и созданы экспериментальные установки для исследования электрофизических свойств ионных проводников, в т.ч. водного мостика и спектрометра комбинационного рассеяния с возможностью измерений пространственного распределения спектров рассеяния.

2. Автором лично выполнены электрофизические и оптические измерения свойств пространственно-ограниченных ионных проводников в рамках поставленных задач.

3. Автором лично выполнен анализ и обобщение результатов электрофизических и оптических исследований вольт-амперных характеристик и эмиссионных спектров пространственно-ограниченных ионных проводников.

4. На основе полученных в результате экспериментов данных автором предложен механизм теплового пробоя, проверенный в контрольных экспериментах.

Апробация работы и публикации.

Результаты работы опубликованы в трех печатных работах (двух основных и одной методической) в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1) В.Б. Ошурко, А.Н. Федоров, А.А. Ропяной, М.В. Федосов. Гистерезис и отрицательное дифференциальное сопротивление вольт-амперной характеристики «водного мостика», Журнал технической физики, 2014, том 84, вып. 6.

2) В.Б.Ошурко, А.А.Ропяной, А.Н.Федоров, М.В.Федосов, Н.А.Шелаева Спектр ОН- валентных колебаний воды в «парящем водном мостике», Журнал технической физики, 2012, том 82, выпуск 11, стр. 126.

3) Э.А.Маныкин, В.Б.Ошурко, А.Н.Федоров, «О возможности образования конденсата возбужденных атомов в условиях газового разряда», Журнал технической физики, 2011, том 81, выпуск 3, стр. 5.

Работа была апробирована на одной международной и двух российских научных конференциях: Конференция по когерентной и нелинейной оптике (ICONO/LAT, 2013, June 18-22, Moscow, Russia); Научная сессия МИФИ, Москва, 2011; Конференция по фотонике и информационной оптике, МИФИ, Москва, 2016.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Среди явлений в ионных проводниках сейчас активно обсуждаются вопросы управления химическими реакциями в растворах методами современной электроники с помощью мембранных и др. технологий. Это связано с практическими задачами химической и биологической технологии. Однако в последние годы наибольший интерес вызвал сходный феномен т.н. «водного мостика». Хотя «водный мостик» известен с девятнадцатого века, современные эксперименты с ним выявили широкий спектр «аномальных» свойств и характеристик этого явления. В настоящей главе приведены данные литературы, касающиеся этих явлений.

1.1. Электрогидродинамика мембран.

В последнее время существует большой практический интерес к разработке жидкостных микрочипов (microfluidic chips) для целей химической и биохимической технологии: управления рН среды (on-chip pH control microreactors) [1], разделения молекул в растворах [2], а также разделения ионов разного сорта [2,3]. Однако, в тех случаях, когда это удается, для объяснения явлений нередко привлекаются довольно экзотические механизмы.

Так, в работе [4] в пористой биполярной ионно-обменной мембране наблюдался гистерезис вольт-амперной характеристики. Для объяснения гистерезиса авторы привлекли известное явление эффекта Вина: электролитической диссоциации на ионы молекул воды, находящихся в сильном поле. Однако, не лучшее согласие с экспериментом заставило авторов привлечь также эффект Вина второго типа: диссоциацию в градиенте электрического поля.

В работе [4] биполярная мембрана образована посредством соединения катионита и анионита в единую ионообменную мембрану, так, чтобы

сформировать р-п переход, что важно для промышленных приложений. Например, если обратное смещение прикладывается к биполярной мембране таким образом, что движущиеся ионы разделяются на этом переходе, как предполагается, поле на переходе может превышать 10 МВ/см, так что молекулы воды могут диссоциировать. В результате протоны и ионы гидроксила оказываются разделены, так что кислотные и основные растворы генерируются на внешних границах биполярной мембраны. Как выяснилось в эксперименте, если обратное напряжение смещения изменяется циклически, в вольт-амперной характеристике обнаруживается гистерезис (рис.1).

Рис.1. Экспериментальные вольт-амперные характеристики (из работы [4]) с гистерезисом в биполярной мембране при различных скоростях изменения напряжения. Линейно изменяющееся напряжение циклически менялось от 0 до -2.5У. На вставке показана схема биполярной мембраны. Символы «+» и «-» указывают на распределение заряда.

0.1

-0.5

-3 -2 -1 0 Ут (V)

В объяснении явления указывается, что гистерезис связан, по всей вероятности, с переходными процессами. Переходные процессы обусловлены неполным разделением ионов между слоями. Когда приложенное напряжение оказывается достаточно большим, возникает электролитическая диссоциация по механизму эффекта Вина (Wien effect), вносящая вклад в величину тока. В работе [4] специально разработана численная модель, основанная на известных уравнениях электрогидродинамики - уравнении Нернста-Планка, Больцмана и упрощенном законе Дарси. Модель, тем не менее, содержала ряд подбираемых параметров, обеспечивающих согласие с экспериментом. Очевидно, что такие механизмы выглядят достаточно экзотическими и не исключено протекание более простых известных процессов, приводящих к тому же результату. 1.2. Электрогидродинамика.

В связи с описанными явлениями, рассмотрим подробнее основы электрогидродинамики. Электрогидродинамика, как известно, представляет собой междисциплинарный раздел [5], объединяющий различные направления: гидродинамика, электростатика, электрохимия, теплофизика и т.д.. Распространенный объект ЭГД-исследований - это слабопроводящие жидкости (жидкие диэлектрики, углеводородные масла и топлива и т.д.),

7 12 1 1

которые обладают слабой проводимостью 10' - 101Z Ом •см . Тем не менее, именно проводимость обусловливает ряд замечательных эффектов, таких как ЭГД-течения, стабилизация и дестабилизация струй и капель и т.д.

Хотя ЭГД-течения были известны ещё со времён Фарадея, интенсивное развитие электрогидродинамики началось в только 1960-х годах: в США — группой Мелчера [7,8], в Европе — французским и испанским научными центрами [9-12] и др. [13, 14]. В СССР это направление разрабатывалось в Институте механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова [15] и Харьковском государственном университете [16], где развивались в основном теоретические подходы с точки зрения механики; и в др. организациях. Интенсивные ЭГД-исследования методами прикладной

физики проводились в Институте прикладной физики АН Молдавской ССР

[17] и школой Г.А. Остроумова в Ленинградском государственном университете [18], и в настоящее время успешно развиваются в Научно-образовательном центре при Санкт-Петербургском государственном университете [19]. Ряд ЭГД-задач по устойчивости неоднородно нагретой слабопроводящей жидкости и удержанию пузырей и капель электрическим полем был исследован в Пермском государственном университете [20-22]. Большой объём работ по изучению электрофизических процессов в диэлектрических жидкостях, инициированных высоковольтными полями, проведён специалистами по пробою [23-27]. Результаты ЭГД-исследований периода 1960 -2000 гг. подытожены в книгах [28, 29] и обзорах [30-32].

В настоящее время электростатические технологии хорошо изучены, и они нашли широкое практическое применение: производство тонких нитей и капилляров [33, 34], электроокраска [7], электростатические пылеуловители [35], струйные принтеры [36] и др. Перспективными являются попытки создания ЭГД-насосов [17, 19, 28] и технологии ЭГД-термостатирования [8, 11].

Однако вплоть до настоящего времени целый ряд электрофизических и электрогидродинамических эффектов казался неожиданным и недостаточно объяснённым. Так, свободная поверхность в цилиндрическом конденсаторе в области низких полей притягивается к центральному электроду, а в высоких — отталкивается [37]. На заряженной первоначально плоской поверхности формируются устойчивые деформационные образования типа лунок [38], т.е. поверхность прогибается в сторону, противоположную направлению действия поверхностной силы. Дисперсные частицы вблизи электрода, контактирующего с жидким диэлектриком, совершают своеобразные колебательные движения, притягиваясь к электроду и отталкиваясь от него

[18]. Довольно неожиданным является кластерообразование заряженных дисперсных частиц (стеклянных сфер) в низкотемпературной плазме низкого давления [39]. При этом возникает вопрос о физическом механизме таких

кластеров, а также необходим анализ их устойчивости, подобный известной теореме Ирншоу о неустойчивости равновесного состояния системы зарядов [40]. В биологии не ясна роль электрического разряда в инициации деления яйцеклетки при клонировании [41]. Стандартное объяснение, состоящее в том, что микроразряд эквивалентен процессу проникновения сперматозоида в клетку, не является убедительным, поскольку физико-химические процессы, происходящие в этих случаях, различны. Нельзя также не упомянуть явление шаровой молнии [42], привлекающее постоянное внимание. Этот список можно продолжить, но даже приведённые примеры убедительно свидетельствуют, что электрофизические и электрогидродинамические эффекты недостаточно исследованы и требуется их дальнейшее изучение.

Такая плохая предсказуемость многих ЭГД-эффектов может быть обусловлена сложным и существенно нелинейным характером физико-химических процессов. Эта нелинейность, в свою очередь, обусловлена нелинейным характером общей системы уравнений ЭГД. Система уравнений имеет следующий вид [43]:

У

-1+ |У У| V

= -УР + fg +1 + 1У2 V;

дТ - ГЕ2 -

— + V УТ = аУ2Т + —; V V = 0;

^ СУ '

j = гЕ + pv+ -

а в е

(1)

ы

-ВУр; V j = 0; р = У| вЕ |; Е = -Уф

- - Е fe =рЕ -— Ув +

Е2 у

{

\дУУт

; ^ =уg; 8 = 8уаг;

Первое - это уравнение Навье-Стокса, в котором учитываются плотности объемных сил гравитации fg и электрического поля fe . Уравнение

теплопроводности учитывает конвективный перенос тепла, а также (для общности) возможный джоулев нагрев среды, ибо и в такой постановке возможна ЭТК ("джоулева электроконвекция"). Жидкость считается

— \ —

несжимаемой ( divv = 0 ). Электрогидродинамическая часть уравнений

включает плотность силы тока с учетом конвективного тока (pv) и тока смещения (д^Е^дг), а также, диффузионного тока (DVp). Естественно, речь не может идти об «общем решении» данной системы, которая, к тому же, еще неполна. Необходимо добавить кинетические уравнения для электрохимических реакций на электродах, создающих поле, и внутри жидкости, а также граничные и начальные условия. Однако, имея в распоряжении общую систему, иногда удается успешно анализировать различные частные случаи.

Для примера можно рассмотреть случай процессов, происходящих в слабопроводящих жидкостях вдали от зон химических реакций. Рассмотрим модель среды, состоящую из несущей жидкости, скорость которой равна V, и двух положительно и отрицательно заряженных компонент (индексы «+» и «-» соответственно) с плотностями объемного электрического заряда q+ и q-, подвижностями Ь+ и Ъ_, коэффициентами диффузии D+ и D . В предположении, что инерция заряженных частиц несущественна, а распределение скорости V известно вследствие малости параметра электрогидродинамического взаимодействия, система уравнений относительно q+, q- и электрического поля Е при равной единице диэлектрической постоянной среды имеет вид

+ div[q+ (V + Ъ+ Е) - D+Vq+ ] = 0

+ div[q (V + Ъ Е) - DУq ] = 0 (2)

дг

дq-

дг ( ,

div Е = + q )

1+

гогЕ = 0

Область применимости данных соотношений (2), тем не менее, вызывает вопросы, которые подробно обсуждались в многочисленных работах.

1.3. Проблемы «водного мостика»

«Водный мостик» является наиболее обсуждаемым в последнее время частным случаем электрогидродинамических явлений, возникающих в жидких диэлектриках под действием электрических полей и токов. В более

общем случае, «жидкий диэлектрический мостик» - физическое явление, возникающее между двумя сосудами с жидким диэлектриком (дистиллированная вода, глицерин, метанол и т.д.) [44,45], когда к сосудам прикладывается высокое постоянное напряжение. Между сосудами возникает жидкий мостик, сохраняющий устойчивость при разнесении сосудов на расстояние до 20-25 мм. Диаметр мостика - порядка 1-3 мм. Мостик остаётся стабильным до 45 минут, при этом температура поднимается до 60°С при срыве устойчивости.

Впервые это явление 1893 году наблюдал У. Армстронг в эксперименте с электростатической машиной, создающей высокое напряжение [46]. Взяв два сосуда, наполненные до краев химически чистой водой, он соединил их хлопчатобумажной нитью, свернутой в одном из них, а второй конец погрузил во второй сосуд. При включении тока, свёрнутая спиралью нить, быстро вытягивалась из сосуда, в котором она находилась, и полностью перемещалась в другой в течение нескольких секунд, образуя после себя жгутик воды, висящий между краёв двух сосудов.

Рис.2. Сравнение «диэлектрического мостика» в воде (а) (9 кВ) и метаноле (Ь) (12 кВ) [126].

Этот эффект он объяснил наличием двух водных потоков, протекающих в противоположных направлениях (которые связаны с противоположными электрическими токами), один из которых втекает в другой, увлекая за собой хлопчатобумажную нить. Следует отметить, что данный эксперимент был

успешно воспроизведён им и позже. Однако дополнительные исследования этого явления не были осуществлены в течение более ста лет, до тех пор, пока W. Uhlig (Швейцарская высшая техническая школа города Цюрих, лаборатория неорганической химии) в 2006 году заново не повторил этот эксперимент. В том же году появился ряд работ Elmar C. Fuchs (Технический университет города Грац, Австрия) [47]. Явление «водный мостик» не осталось незамеченным известным физическим журналом Nature, в котором появилось описание экспериментов [48].

Само существование данного явления вызывает интерес, поскольку «водный мостик», находясь в гравитационном поле, продолжает оставаться достаточно стабильным, даже когда сосуды разнесены на расстояние до 20-40 мм. В ряде экспериментальных работ были произведены многочисленные измерения, на основе которых были предложены простые модели, обеспечивающие стабильность «водного мостика». В этих моделях, как правило, важную роль играют поляризационные силы, а также силы поверхностного натяжения [49,50].

Однако существует множество не до конца ясных явлений, которые сопровождают «водный мостик»; едва ли все они могут быть объяснены простыми моделями, в основе которых лежат только поляризационные и силы поверхностного натяжения. Рассмотрим эти явления подробнее.

1.3.1. Оптические неоднородности. В первой работе Э. Фукса [47], при помощи теневого Шлирен-метода и съёмки высокоскоростной камерой (частота кадров - 10 кГц, время экспозиции 1/20000 с), были обнаружены оптические неоднородности (структуры) внутри «водного мостика», осциллирующие с частотой более 3 кГц.

Рис.3. Осцилляции оптических неоднородностей внутри «водного мостика» [47]. а - время жизни «водного мостика» около 5 мин., Ь - время жизни «водного мостика» около 30 мин.

Для объяснения было сделано предположение, что использование высокого приложенного напряжения к воде, жидкости имеющей большую диэлектрическую проницаемость (е = 81), приводит к наличию сильного электрического поля внутри «водного мостика». В электрическом поле молекулы воды, имеющие значительный дипольный момент, получают преимущественную ориентацию вдоль электрического поля. Такая ориентация может приводить к более плотной упаковке и, следовательно, к уменьшению расстояний между молекулами [51], формируя высоко упорядоченные микроструктуры в жидкой воде. Отдельные микроструктуры

могут объединяться, оставаясь при этом стабильными. Следовательно, высокое электрическое поле может приводить к уменьшению межмолекулярных расстояний, и как следствие, к изменению плотности внутри «водного мостика», наблюдаемой в представленных экспериментах. 1.3.2. Потоки жидкости внутри «водного мостика». Ещё одно явление, сопровождающее «водный мостик», это наличие осцилляции потоков во времени, определяющие массообмен между двумя объёмами воды, которые они связывают [52].

15-

ю-

5-

-5-10-15-

Рис. 4. Массообмен через «водный мостик» [52].

Для визуализации и измерения характеристик потоков внутри «водного мостика», в него вводились дисперсные частицы. Измерения проводились при помощи лазерного доплеровского анемометра. По трекам частиц было обнаружено винтовое вращение внешнего слоя воды вдоль продольной оси. Измеренные скорости оказались такими: тангенциальная скорость на середине длины приблизительно составляла 0,3 м/с, аксиальные скорости изменялись между ± 0,2 м/с, в зависимости от основного направления массопереноса в наружном слое к «катодному» или «анодному» объёму воды. Одиночные небольшие пузырьки воздуха, проходящие через «водный мостик», подтвердили полученный результат.

В проведённых экспериментах было отмечено, что основной поток был направлен от «анодного» к «катодному» сосуду, а также обнаружено наличие обратного потока, который препятствует переполнению «катодного» сосуда, тем самым, стабилизируя явление в течение нескольких часов. Однако, в работе [11] направление основного потока наблюдалось от катода к аноду. По изменению оптической поляризации луча света, проходящего через «водный мостик», было подтверждено вращение его внешней оболочки.

1.3.3. Распределение показателя pH в системе с «водным мостиком». Визуализация значений рН в двух сосудах указывает на инжекцию пространственно распределённого заряда в непосредственной близости от поверхности электродов [52,53]. Эти эффекты в хорошо очищенной воде были визуализированы Zahn и Takeda (1983), Klimov и Pollack (2007) и были описаны Frood и Gallagher (1996). Кулоновское взаимодействие пространственных зарядов приводит к движению жидкости и, как следствие, возникновению слоистой структуры рис.5 в непосредственной близости от электродов. Эти заряды также влияют на электрическое поле в сосудах, вновь усиливая полевые эффекты в области «водного мостика». Преобладающий цвет был красным, показывая, что рН < 5 для большей части моста.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федоров Александр Николаевич, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. M. Samorski, G. Muller-Newen, and J. Buchs, Biotechnol. Bioeng. 92, 61 (2005).

2. D. Kohlheyer, J. C. T. Eijkel, S. Schlautmann, A. van den Berg, and R. B. M. Schasfoort, Anal. Chem. 79, 8190 (2007).

3. S. Mafe and P. Ramirez, Acta Polym. 48, 234 (1997).

4. D. T. Conroy, R. V. Craster, O. K. Matar, L.-J. Cheng, and H.-C. Chang, Nonequilibrium hysteresis and Wien effect water dissociation at a bipolar membrane, Phys.Rev. E 86, 056104 (2012)

5. Жакин А.И., «Электрогидродинамика», УФН, том 182, № 5, 2012.

6. Мелчер Дж, Тейлор Дж, в сб. Механика. Периодический сборник переводов иностранных статей Вып. 5 (М.: Мир, 1971) с. 68.

7. Мелчер Дж., Магнитная гидродинамика (2) 3 (1974).

8. Melcher J. R. Taylor G. I. Amu. Rev. Fluid Mech. 1 111 (1969) [Мелче.р Дж. Тейлор Дж. в сб. Механика. Периодический сборник переводов иностранных статей Вып. 5(М.: Мир. 1971) с. 68.

9. Felici N. J., Direct Current (2)90 (1971)

10. Atten P., Gossc J., J. Chan. Pkys. 51 2804 (1969)

11. Felici N., Lacroix J. С., J. Electrostatics 5 135(1978)

12. Castellanos A., IEEE Trans. Electr. Insul. 26 1201(1991)

13. Mackey A. M., Gibbings J. C.J., Electrostatics 10 257 (1981); Gibbings J. C., Mackey A. M., J. Electrostatics 11 119 (1981)

14. Jones T. B., Adv. Heat Transfer 14 107 (1979)

15. Гогосов В В., Полянский В А., в кн. Итоги науки и техники. Механика жидкости и газа Т. 10 (М.: ВИНИТИ. 1976)

16. Таранов И. Е. Теория функций, функциональный анализ и их приложения 17 221 (1973)

17. Болога М. К., Гросу Ф. П., Кожухарь И. А. Электроконвекция и теплообмен (Кишинев: Штиинца. 1977)

18. Остроумов Г. А., Взаимодействие электрических и гидродинамических полей (М.: Наука. 1979)

19. Стишков Ю. К., Остапенко А. А., Электрогидродинамические течения в жидких диэлектриках (Л.: Изд-во ЛГУ. 1989)

20. Габдукаев Г. А., Косвинцев С. Р., Семенов В. А., Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук (4) 95 (1990)

21. Бережнов В. В., Семенов В. А., ЖТФ 65 (9) 197 (1995 [Berezhnov V. V., Semenov V. A., Tech. Phys. 40 973 (1995)]

22. Семенов В. А., ЖТФ 69 (6) 127 (1999) [Semenov V A Tech. Phys. 44 722 (1999)]

23. Сканави Г. И., Физика диэлектриков: область слабых полей (М.: ГИТТЛ. 1949)

24. Сканави Г. И., Физика диэлектриков: обметь сильных полей (М.: Физматгиз. 1958)

25. Adamczewski I., Jonizacjai Przewodnic two Cieklych Dielektrykow (Warszawa: Panstwowe Wydawn. Naukowe, 1965) [Ionization, Conductivity and Breakdown in Dielectric Liquids(London:Taylor &Francis,1969); Адамчевский И., Электрическая проводимость жидких диэлектриков (Л.: Энергия. 1972)]

26. Ушаков В. Я., Импульсный электрический пробой жидкостей (Томск: Изд-во Томского ун-та. 1975)

27. Ушаков В. Я. др., Пробой жидкостей при импульсном напряжении (Томск: Изд-во науч.-техн. лит.. 2005)

28. Рубашов И. Б., Бортников Ю. С., Электрогазодинамика (М.: Атомиздат. 1971)

29. Castellanos A. (Ed.), Electrohydrodynamics (CISM Courses and Lectures, No.380) (Wien:Springer,1998)

30. Жакин А. И., УФН 173 51 (2003) [Zhakin A. I., Phys. Usp. 46 45 (2003)]

31. Жакин А. И., УФН 176 289 (2006) [Zhakin A. I., Phys. Vsp. 49 275 (2006)]

32. Zhakin A. I., Electroliydrodynamics: Basic Concepts. Problems and Applications (Kursk: Univ. Press. 1998)

33. Дружинин Э. A., Производство и свойства фильтрующих материалов Петрянова из ультратонких полимерных волокон (М.: ИздАТ. 2007)

34. Алонцева И. М. и др. в сб. Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей: Сб. докладов IX Международ. научной конф., 22 июня —26 июня 2009 года (СПб.: Соло. 2009)

35. Верещагин И. П. и др. Основы электрогазодинамики дисперсных систем (М.: Энергия. 1974)

36. Безруков В. И., Основы электрокаплеструйных технологий (СПб: Судостроение. 2001)

37. Мицкевич П. К., Солодовниченко И. М., Сигарев М. Т., Электрохимия 1 1072(1965)

38. Жакин А. И., Магнитная гидродинамика (4) 41 (1983)

39. Нефедов А. П., Петров О. Ф., Фортов В. Е., УФН 167 1215 (1997) [Nefedov А. P., Pcirov О. К., Fortov V. Е., Phys. Usp. 40 1163 (1997)]

40. Тамм И. Е., Основы теории электричества (М.: Наука. 1966) [Tamm I. Е. Fundamentals of the Theory of Electricity (Moscow: Mir Publ.. 1979)]

41. Campbell К. H. S. et al., Nature 380 64 (1996)

42. Смирнов Б. М., УФН 162 (8) 43 (1992) [Smirnov B. M., Phys. Usp. 35 650 (1992)]

43. Болога М.К., Гросу Ф.П., Физические аспекты электрогидродинамических явлений, журнал Электронная обработка материалов, выпуск № 3 / 2006

44. E. C. Fuchs, «Can a Century Old Experiment Reveal Hidden Properties of Water?», (MDPI) 2, 381 (2010).

45. J. Woisetschlager, A. D. Wexler, G. Holler,M. Eisenhut, K. Gatterer, E. C. Fuchs,

«Horizontal bridges in polar dielectric liquids. Experiments in Fluids», Volume 52, Issue 1, pp. 193-205 (2011)

46. Armstrong, W.G., «Electrical phenomena. The Newcastle Literary and Philosophical Society», The Electrical Engineer, 154-145 (10 February 1893).

47. Fuchs, E.C.; Woisetschläger J.; Gatterer, K.; Maier, E.; Pecnik, R.; Holler G.; Eisenkölbl, H. «The floating water bridge», J. Phys.-D-Appl. Phys. 2007, 40, 6112-6114.

48. Hand, E., «Water doesn't mind the gap», Nature 2007, 449, 517.

49. Aerov A., «Why the water bridge does not collapse», Phys. Rev. E. 84.036314 (2011)

50. A. G. Marin and D. Lohse, «Building water bridges in air: Electrohydrodynamics of the Floating Water Bridge», Phys. Fluids 22, 122104 (2010).

51. Head-Gordon, T.; Johnson, M.E., «Tetrahedral structure or chains for liquid water», PNAS 2006, 103, 7973-7977.

52. Jakob Woisetschläger, Karl Gatterer, Elmar C. Fuchs, «Experiments in a floating water bridge», Experiments in Fluids. 48(1):121-131.

53. Elmar C. Fuchs; Luewton L. F. Agostinho; Mathias Eisenhut; Jakob Woisetschläger, «Mass and charge transfer within a floating water bridge.», Laser Applications in Life Sciences, 73761E (25 November 2010).

54. H. Nishiumi, F.Honda «Effects of Electrolyte on Floating Water Bridge», Research Letters in Physical Chemistry, Volume 2009 (2009), Article ID 371650, 3 pages.

55. E. C Fuchs, B. Bitschnau, J. Woisetschläger, E. Maier, B. Beuneu, J.Teixeira, «Neutron scattering of a floating heavy water bridge», Journal of Physics D: Applied Physics. 03/2009; 42(6):065502.

56. Bellissentfunel MC, Teixeira J, «Dynamics of water studied by coherent and incoherent inelastic neutron-scattering.», J Mol. Struct. 250:213-230 (1991)

57. E. C Fuchs, P. Baroni, B. Bitschnau and L. Noirez, «Two-dimensional neutron scattering in a floating heavy water bridge»,J. Phys. D: Appl. Phys. 43 105502 (2010)

58. E. C. Fuchs, B. Bitschnau, S. D. Fonzo, A. Gessini, J. Woisetschlager, F. Bencivenga, «Inelastic UV Scattering in a Floating Water Bridge», Journal of Physical Science and Application 1 (2011) 135-147

59. L. B. Skinner, C. J. Benmore, B. Shyam, J. K. R. Weber, J. B. Parise, «Structure of the floating water bridge and water in an electric field», vol. 109 no. 41, 16463-16468, doi: 10.1073/pnas.1210732109

60. E. C Fuchs, A. Cherukupally, A. H Paulitsch-Fuchs, L. L F Agostinho, Adam D Wexler, Jakob Woisetschlager and F. T Freund «Investigation of the mid-infrared emission of a floating water bridge», J. Phys. D: Appl. Phys.45(2012) 475401

61. J. Woisetschlager, K. Gatterer, E. C. Fuchs, «Experiments in a floating water bridge», Experiments in Fluids, Springer, Vol.48, pp 121-131 (2009)

62. M. Zahn, T. Takada1 and S. Voldman, «Kerr electro-optic field mapping measurements in water using parallel cylindrical electrodes», J. Appl. Phys. 54, 4749 (1983)

63. Z. Krasucki, «Breakdown of Liquid Dielectrics», Leatherhead, Surrey, Electrical Research Association, 1966

64. Xie, Guoxin; Luo, Jianbin; Liu, Shuhai; Zhang, Chenhui; Lu, Xinchun, «Micro-Bubble Phenomenon in Nanoscale Water-based Lubricating Film Induced by External Electric Field», Tribology Letters, Volume 29, issue 3 (March 2008), p. 169 - 176.

65. Jin F, Ye J, Hong LZ, Lam HF, Wu C, «Slow relaxation mode in mixtures of water and organic molecules: Supramolecular structures or nanobubbles?», Journal of Physical Chemistry B 111 (9):2255-2261, (2007)

66. Suslick KS, Flannigan DJ, «Inside a collapsing bubble: Sonoluminescence and the conditions during cavitation», Annual Review of Physical Chemistry 59:659-683(2008)

67. Prevenslik TV, «Dielectric polarization in the Planck theory of sonoluminescence», Ultrasonics Sonochemistry 5 (3): 93-105(1998)

68. Elmahdy AM, Mirnezami M, Finch JA, «Zeta potential of air bubbles in presence of frothers», International Journal of Mineral Processing 89:40-43, (2008)

69. Fuchs, E.C.; Gatterer, K.; Holler, G.; Woisetschläger, J., «Dynamics of the floating water bridge», J. Phys.-D-Appl. Phys. 2008, 41, 185502-185507.

70. Sumoto, I., «An interesting Phenomenon Observed on Some Dielectrics», J. Phys. Soc. Jpn. 1955, 10, 494.

71. Pohl, H.A., «Some effects ofnonuniform fields on dielectrics», J. Appl. Phys. 1958, 29, 1182-1188.

72. Parmar, D.S.; Jalaluddin, A.K., «Dielectrophoretic forces in liquids», Jpn. J. Appl. Phys. 1974, 13, 793-798.

73. Pickard, W.F., «Electrical force effects in dielectric liquids», In Progress in Dielectrics Vol. 6; Birks, J.B., Hart, J., Eds.; Academic Press: New York, NY, USA, 1965; pp. 1-39.

74. Widom, A.; Swain, J.; Silverberg, J.; Sivasubramanian, S.; Srivastava, Y.N., «Theory of the Maxwell pressure tensor and the tension in a water bridge», Phys. Rev. E 2009, 80, 016301:1-016301:7.

75. Parmar, D.S.; Labroo, B., «Dielectrophoretic transients effects on liquid stability», Pramana-J. Phys. 1985, 25, 81-94.

76. Techaumnat, B.; Eua-arporn, B.; Takuma, B., «Calculation of electric field and dielectrophoretic force on spherical particles in chain», J. Appl. Phys. 2004, 95, 1586-1593

77. Hartman, R.P.A.; Brunner, D.J.; Camelot, D.M.A.; Marijnissen, J.C.M.; Scarlett, B., «Jet break-up in electrohydrodynamic atomization in the cone-jet mode», J. Aerosol Sci. 2000, 31, 65-95.

78. Hartman, R.P.A.; Brunner, D.J.; Camelot,D.M.A.; Marijnissen, J.C.M.; Scarlett, B., «Electrohydrodynamic atomization in the cone-jet mode. Physical modelling of the liquid cone and jet», J. Aerosol Sci. 1999, 30, 823-849.

79. Hartman, R.P.A.; Borra, J.-P.; Brunner, D.J.; Marijnissen, J.C.M.; Scarlett, B., «The evolution of electrohydrodynamic sprays produced in the cone-jet mode, a physical model», J. Electrostat.1999, 47, 143-170.

80. Cloupeau, M.; Prunet-Foch, B., «Electrostatic spraying of liquids in cone-jet mode», J. Electrostatics 1989,22, 135-159.

81. Gomez, A.; Tang, K., «Charge and fission of droplets in electrostatic sprays», Phys. Fluids 1994, 6, 404-414.

82. Chen, D.-R.; Pui, D.Y.H.; Kaufman, S.L., «Electrospraying of conducting liquids for monodisperse aerosol generation in the 4 nm to 1.8 ^m diameter range», J. Aerosol Sci. 1995, 26, 963-977.

83. Hartman, R.P.A.; Marijnissen, J.C.M.; Scarlett, B., «Electrohydrodynamic atomization in the cone-jet mode», A physical model of the liquid cone and jet. J. Aerosol Sci. 1997, 28, S527-S528.

84. Gomez, A.; Tang, K., «Atomization and dispersion of quasi-monodisperse electrostatic sprays of heptane», In Proceedings of the 5th International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, 15-18 July, 1991; US Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg, MD, USA, 1991; pp. 805-812.

85. Rayleigh, L.F. On the instability of jets. Proc. London Math. Soc. 1878, 11, 4-13.

86. Weber, C. Zum Zerfall eines Flüssigkeitsstrahles.Z. Für Angew. Math. und Mech. 1931, 11, 136.

87. Yuen, M.C. Non-linear capillary instability of a liquid jet. J. Fluid Mech. 1968, 33, 151-163.

88. Rutland, D.F.; Jameson G.J. Theoretical prediction of the sizes of dropsformed in the break-up of capillary jets. Chem. Eng. Sci. 1970, 25, 1689-1698.

89. Melcher, J.R., «Field-Coupled Surface Waves», MIT Press: Cambridge, MA, USA, 1963.

90. Parkin, C.S., «The Production of Droplets from Liquid Jets by Capillary and Electrohydrodynamic Instabilities», PhD Thesis; Loughborough University of Technology: Leicestershire, UK, 1973.

91. Turnbull, R.J., «On the instability ofan electrostatically sprayed liquid jet», IEEE Trans. Ind. Appl. 1992, 28, 1432-1438.

92. Jones, T.B., «On the relationship ofdielectrophoresis and electrowetting», Langmuir 2002, 18, 4437-4443.

93. Mugele, F. Baret, J.-C., «Electrowetting: from basics to applications», J. Phys. Condens. Matter 2005, 17, R705-R774.

94. Saville, D.A., «ELECTROHYDRODYNAMICS: The Taylor-Melcher Leaky Dielectric Model», Annu. Rev. Fluid Mech. 1997, 29, 27-64.

95. Schneider, J.M.; Lindblad, N.R.; Hendricks, C.D.; Crowley, J.M., «Stability of an electrified liquid jet», J. Appl. Phys. 1967, 38, 2599-2605.

96. Neukermans, A., «Stability criteria of an electrified liquid jet», J. Appl. Phys. 1973, 44, 4769-4770.

97. Fernández de la Mora, J.; Loscertales, I.G., «The current emitted by highly conducting Taylor cones», J.Fluid Mech. 1994, 260, 155-184.

98. Gañán-Calvo, A.M., «Cone-jet analytical extension of Taylor's electrostatic solution and the

asymptotic universal scaling laws in electrospraying», Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 217-220.

99. Gañán-Calvo, A.M.; Dávila, J.; Barrero,, «A. Current and droplet size inthe electrospraying of liquids. Scaling Laws», J. Aerosol Sci. 1997, 28, 249-275.

100. Kuli, M.E.; Abrahams, J.P.; Marijnissen, J.C.M., «Nano-dispensing by electrospray for Biotechnology», Biotechnol. J. 2006, 1, 969-975.

101. Xie, J.; Marijnissen, J.C.M.; Wang, C.-H., «Microparticles developed by electrodydrodynamic atomization for the local delivery of anticancer drug to treat C6 glioma in vitro», Biomaterials 2006, 27, 3321-3332.

102. Sugiyama, H.; Ogura, H.; Otsubo Y., «Development of EHD Motor of Water Solution Utilizing Electrohydrodynamics», In Proceedings of the XV International Congress on Rheology: The Society of Rheology 80th Annual Meeting, Monterey, CA, USA, 3-8 August 2008; Co, A.; Leal, G.; Colby, R.; Giacomin, A.J., Eds.; American Institute of Physics: New York, NY, USA, 2008; pp. 1453-1455.

103. Ohyama, R.; Kumeta, M.; Ueda, A.; Watson A.; Chang, J.S., «A fundamental characteristic and image analysis of liquid flowin an AW type EHD pump», J. Visualization 2005, 8, 339-346.

104. Burcham, C.L.; Saville, D.A., «The electrohydrodynamic stability of a liquid bridge: microgravity experiments on a bridge suspended in a dielectric gas», J. Fluid Mech. 2000, 405, 37-56.

105. Rai, D.; Kulkarni, A.D.; Gejji, S.P.; Pathak, R.K., «Water clusters (H2O)n, n = 6-8, in external electric fields», J. Chem. Phys. 2008, 128, 34310:1-34310:14.

106. Choi, Y.C.; Pak, C.; Kim, K.S., «Electric field effects on water clusters (n = 3-5): Systematic ab initio study of structures, energetics, and transition states», J. Chem. Phys. 2006, 124, 94308:1-94308:4.

107. Del Giudice, E. Istituto Nazionale Fisica Nucleare (INFN), Via Celoria 16, 20133 Milano, Italy. Personal communication, 2008.

108. Del Giudice, E.; Fuchs, E.C.; Vitiello, G. Collective molecular dynamics of a floating water bridge. Water(Seattle) 2010, 2, 69-82.

109. Chatzidimitriou-Dreismann, C.A.; Krieger, U.K.; Möller, A.; Stern, M., «Evidence of Quantum Correlation Effects of Protons and Deuterons in the Raman Spectra of Liquid H2O-D2O», Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 3008-3011.

110. Chatzidimitriou-Dreismann, C.A.; Redah, T.A.; Streffer, R.M.F.; Mayers, J., «Anomaleous deep inelastic neutron scattering from liquid H2O-D2O: evidence of nuclear quantum entanglement», Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 2839-2842.

111. Torii, H., «Comment on "Evidence of Quantum Correlation Effects of Protons and Deuterons in Raman Spectra of Liquid H2O-D2O"», Phys. Rev. Lett. 2000, 84,

5236.

112. Chatzidimitriou-Dreismann, C.A.; Abdul-Redah, T.; Kolaric, B.; Juranic, I. «Reply to Comment on "Evidence of Quantum Correlation Effects of Protons and Deuterons in Raman Spectra of Liquid H2O-D2O"», Phys. Rev. Lett. 2000, 84,

5237.

113. Cyrot, M., «Ginzburg-Landau theory for superconductors», Rep. Prog. Phys. 1973, 36, 103-158.

114. Hendricks, R.W.; Mardon, P.G.; Schaffer, L.B., «X-ray zero-angle scattering cross section of Water», J. Chem. Phys. 1974, 61, 319-322.

115. Bosio, L.; Teixeira, J.; Stanley, H.E., «Enhanced density fluctuations in supercooled H2O, D2O, and ethanol-water solutions: evidence from small-angle X-ray scattering», Phys. Rev. Lett. 1981, 46, 597-600.

116. Huang, C.; Wikfeldt, K.T.; Tokushima, T.; Nordlund, D.; Harada, Y.; Bergmann, U.; Niebuhr, M.; Weiss, T.M.; Horikawa, Y.; Leetmaa M.; Ljungberg, M.P.; Takahashi, O.; Lenz, A.; Ojamae, L.; Lyubartsev, A.P.; Shin, S.; Pettersson, L.G.M.; Nilsson, A., «The inhomogeneous structure of water at ambient conditions», PNAS 2009,106, 15214-15216.

117. Yinnon, C.A.; Yinnon, T.A., «Domains in aqueous solutions: theory and experimental evidence», Mod. Phys. Lett. B 2009, 23, 1959-1973.

118. Arani, R.; Bono, I.; Del Giudice, E.; Preparata G., «QED Coherence and the thermodynamics of water», Int. J. Mod. Phys. B 1995, 9, 1813-1841.

119. Del Giudice, E.; Preparata, G.; Vitiello, G., «Water as a free electric dipole laser», Phys. Rev. Let.1988, 61, 1085-1088.

120. Del Giudice, E.; Vitiello, G., «Role of the electromagnetic field in the formation of domains in the process of symmetry-breaking phase transitions», Phys. Rev. A 2006, 74, 022105:1-022105:9.

121. Yanga, M.; Skinner, J.L., «Signatures of coherentvibrational energy transfer in IR and Raman line shapes for liquid water», Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 982-991.

122. Del Giudice, E.; Preparata, G. A new QED picture of water. In Macroscopic Quantum Coherence; Sassaroli, E. Srivasta, Y., Swain, J., Widom, A., Eds.; World Scientific: Singapore, 1998; pp. 108-129.

123. Del Giudice, E.; Tedeschi, A. Water and Autocatalysis in Living Matter. Electromagn. Biol. Med.2009, 28, 46-52.

124. Katsir, Y.; Miller, L.; Aharonov, Y.; Ben Jacob, E. The effect of rf-irradiation on electrochemical deposition and its stabilization by nanoparticle doping. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, D249-D259.

125. Ben Jacob, E.; Aharonov, Y.; Shapira, Y. Bacteria harnessing complexity. Biofilms2004, 1, 239-263.

126. Woisetschlager, J.; Fuchs, E.C., «Nonaqueous floating bridges» unpublished, 2010.

127. Бордина Г.Е., Зубарева Г.М., Инфракрасная спектроскопия водных систем. Обзор. Кафедра общей и биоорганической химии, Тверской ГМУ.

128. Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды. М. 1973. 207с.

129. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. М. 1987. 170с.

130. Карякин А.В. Кривенцова Г.А. Состояние воды в органических и неорганических соединениях. М. 1973. 175с.

131. Антонченко В.Я., Давыдов А.С., Ильин В.В. Основы физики воды. Киев. 1991. 667с.

132. Привалов П.Л. Вода и ее роль в биологических системах.// Биофизика 1968. т.13. №1. с.163-177.

133. Грибов Л.А. Введение в молекулярную спектроскопию. М. 1976. 260с.

134. Митчелл Дж., Смит Д. Акваметрия : Пер. с англ. М. 1980. 600с.

135. Каргаполов А.В., Зубарева Г.М., Бордина Г.Е., Патент на изобр.№148257 от 27.04.2000.

136. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. : Пер. с англ. Л. 1975. 280с.

137. G. E. Walrafen, «Raman Spectral Studies of the Effects of Temperature on Water Structure», J. Chem. Phys. 47, 114 (1967)

138. G. E. Walrafen, «Raman Spectral Studies of the Effects of Temperature on Water and Electrolyte Solutions», J. Chem. Phys. 44, 1546 (1966)

139. С.А.Буриков, Т.А.Доленко, П.А.Великотный, А.В.Сугоняев, В.В.Фадеев., Проявление гидратации ионов неорганических солей в форме валентной полосы комбинационного рассеяния молекул воды. Оптика и спектроскопия, 2005, т.98, №2, с.275-279

140. Levering L.M., A vibrational spectroscopic of aqueous hydrogen halide solutions: application to atmospheric aerosol chemistry., The Ohio State University, 2005

141. Nilsson A., PNAS. 2009. Vol. 106. N 36. P. 15 214-15218.

142. Fuchs E.C. The Inner Structure of a Foating Water Bridge., Invited presentation at NASA SETI. California, USA, 28th of October 2009.

143. Пасынков В.В., Чиркин Л.К., Полупроводниковые приборы. М., 1987. 479с

144. Бонч - Бруевич А. М., Радиоэлектроника в экспериментальной физике, М., 1966.

145. Бонч - Бруевич В. Л., Калашников С. Г., Физика полупроводинков, М., 1977.

146. Волков А. Ф., Коган Ш. M., Физические явления в полупроводниках с отрицательной дифференциальной проводимостью,,УФН, 1968, т. 96, в. 4, с. 633.

147. T.S. Light, S. Licht, A. C. Bevilacqua, and K. R. Morash"The Fundamental Conductivity and Resistivity of Water", Electrochemical and Solid-State Letters, 8 (1) E16-E19 (2005)