Frank Laboratory of Neutron Physics

Department of Neutron Investigations of Condensed Matter

Topical seminar on nano-structures

Leader – V. L. Aksenov

Date and Time: Monday, 31 January 2022, at 3:00 PM

Venue: Online seminar on Cisco Webex, Frank Laboratory of Neutron Physics

Link to join the seminar

Seminar topic: “Fractal aggregation in nanosystems: modeling and experiment”

Speaker: O. V. Tomchuk

Abstract:

Сегодня все большее распространение получают наносистемы. Специфические физико-химические свойства наночастиц, инкорпорированных в твердые или жидкие матрицы, способны кардинальным образом менять их макроскопические свойства. Так, например, жидкие системы с наночастицами стали активно использоваться в медико-биологических исследованиях в качестве перспективных компонент для адресной доставки лекарств, управляемой гипертермии, а также как составляющие противоаллергических, ранозаживляющих и других терапевтических препаратов. Однако агрегация этих частиц на наношкале может приводить к изменению физико-химических характеристик системы. Как правило, агрегация носит некомпактный, фрактальный характер. Под фрактальностью понимают масштабно-инвариантное строение с математической размерностью меньше трех, влекущее за собой эффекты, особым образом проявляющиеся в макроскопических показателях, таких как удельная площадь поверхности и др. Поэтому, изучение и контроль фрактальной агрегации является одной из важных составляющих в современных исследованиях мягкой материи.
Метод малоуглового рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей хорошо зарекомендовал себя в исследованиях систем с фрактальными кластерами. Наряду с классическим определением фрактальной размерности, он может быть использован для более широкого описания фрактальных систем с извлечением дополнительных структурных параметров и проверкой моделей роста кластеров. В докладе дается обзор современного состояния вопроса, демонстрируются развитые недавно теоретические подходы к моделированию стохастических фракталов, а также примеры описания экспериментальных данных малоуглового рассеяния на актуальных наносистемах.