индукция сил Ван-дер-Ваальса

Есть ли способ максимизировать силы Ван-дер-Ваальса между двумя материалами, электрифицируя один материал, создавая таким образом диполи / мгновенные диполи и, таким образом, создавая более сильные силы Ван-дер-Ваальса? это задокументировано?

В диэлектрических средах вы можете сделать обратное «сопоставление показателя», чтобы максимизировать постоянную Гамакера, т.е. выбрать материалы, которые имеют сильно различающиеся показатели преломления. Конечно, электростатическое взаимодействие работало бы еще лучше, но тогда это уже не ван-дер-ваальсово взаимодействие.

Ответы (1)

Существует три основных типа сил Ван-дер-Ваальса:

Силы Кеезома : притяжение диполя к диполю между противоположно заряженными концами постоянных дипольных молекул. Водородная связь - особенно сильная форма силы Кисома. Он отвечает за конденсацию воды в жидкую и твердую форму при температурах, преобладающих на нашей планете, и за слабое сохранение характерных форм белков и ДНК. Без этой формы ван-дер-ваальсовой связи жизнь, какой мы ее знаем, была бы невозможна.

Лондонские дисперсионные силы : если электронные облака электрически нейтральных атомов в молекуле временно колеблются в одну сторону, они могут побудить электроны в соседней молекуле лететь в противоположную сторону, что создает волновой эффект среди соседних молекул. Временно положительные и отрицательные полюса соседних молекул могут начать колебаться в унисон, что создает между ними временную связь. Лондонские дисперсионные силы вносят самый большой вклад в ван-дер-ваальсову связь в большинстве случаев, за исключением воды.

Силы Дебая : молекула постоянного диполя может индуцировать временный диполь в соседней молекуле.

Все это очень слабые взаимодействия, как показывает таблица дипольных моментов по этой ссылке: http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/vdwstrengths.html (прокрутите вниз до таблицы 10.2 — дипольный момент представляет собой вектор который измеряет степень полярности).

Вы можете индуцировать магнитное поле в парамагнитном или ферромагнитном материале, приблизив его к постоянному магниту, заставив молекулы выровняться, но возникающее притяжение к другим материалам не будет силой Ван-дер-Ваальса.

Точно так же, если вы пропускаете электрический ток через материал, вы можете индуцировать магнитное поле, но это не будет сила Ван-дер-Ваальса. Как отметил Борт в своем комментарии, индукция электростатического взаимодействия также не будет силой Ван-дер-Ваальса.

Разумный выбор материалов, уменьшение пространства, разделяющего материалы, и увеличение площади соприкасающейся поверхности — вот методы, обычно используемые для усиления действия сил Ван-дер-Ваальса. Исследователи обратились к гекконам за ключом к увеличению силы. Вот отчет о том, как это исследование используется для разработки площадок для скалолазания: http://physicsbuzz.physicscentral.com/2014/11/gecko-style-climbing-becomes-reality.html .

Вот отчет о технологии Ван-дер-Ваальса, используемой гекконами, которая использовалась для разработки синтетической съемной ленты и других клеев. Вы можете щелкнуть меню в верхней левой части ссылки, чтобы получить дополнительную информацию о разработанных клеях, библиографию и даже видеоролик «Сделай сам»: http://robotics.eecs.berkeley.edu/~ronf/Gecko/ gecko-facts.html . А вот более техническая статья о разработке одной группой гекконоподобной технологии лазания, адаптированной для использования человеком: http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/102/20140675#ref-14

так нет возможности усилить силы Ван-дер-Ваальса? в основном лондонские дисперсионные силы? какие другие межмолекулярные силы могут заставить две немагнитные поверхности сцепиться?
Я хочу наэлектризовать материал и увеличить сцепление, я не хочу делать это, увеличивая площадь поверхности, потому что это будет постоянно: я хочу включать и выключать его.
@sloupioc: Теперь я вижу, что ты пытаешься сделать. Взгляните на весла для скалолазания, описанные в последней ссылке, которую я предоставил в своем ответе. Гекконы могут включать и выключать эффект силы Ван-дер-Ваальса, изменяя ориентацию поверхностей.
Эрни, сколько квадратных метров занимает поверхность руки геккона?
@sloupioc: На каждую ногу геккона приходится 5 подушечек с поверхностью 400 квадратных миллиметров для всей ступни. Каждая подушечка содержит 500 000 щетинок («волосков»). Каждая щетинка содержит сотни лопаточек. Каждый шпатель имеет длину около 0,2 микрометра и ширину 0,1. Я добавил дополнительную ссылку к ответу о синтетических клеях гекконов, которые можно высвобождать.
Спасибо, но Эрни, я не вижу нужного мне числа, сколько квадратных метров составляет площадь соприкосновения с гекконом!
Эрни, то, что ты говоришь, потрясающе, не уверен, понимаешь ли ты это. Так что дело в величине сил Ван-дер-Ваальса, которые почему-то очень велики, а не в большой поверхности контакта!
@sloupioc: 0,0016 квадратных метров. Но геккон весит всего около 70 граммов. Если бы отношение площади поверхности к весу было увеличено до человека, он смог бы выдержать 133 кг. Представьте себе 70-граммового геккона, оснащенного ван-дер-ваальсовыми лопастями на каждой ноге, которые имеют размеры 1 сантиметр в ширину и 4 сантиметра в длину. Это большая площадь поверхности. Силы Ван-дер-Ваальса слабы и требуют больших площадей поверхности. Посмотрите статью в Википедии о гекконах и прокрутите вниз до абзаца, начинающегося «Использование небольшой силы притяжения Ван-дер-Ваальса требует очень больших площадей поверхности»: en.wikipedia.org/wiki/Gecko
если мы игнорируем большую поверхность, то знаем ли мы точные молекулы, которые проявляют эти силы Ван-дер-Ваальса?
индукция сил Ван-дер-Ваальса
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v