Рассмотрена динамика формирования текстуры высыхающего осадка дисперсной фазы (ДФ) воды. Ранее было показано, что ДФ, наблюдаемая через оптический микроскоп, представлена агрегатами жидкокристаллических сфер размером ~ 10 мкм, каждая из которых сформирована вокруг микрокристалла NaCl и является его гидратной оболочкой. После испарения свободной воды центральная зона пленки осадка деформируется и растрескивается, приобретая текстуру горного ландшафта. Микросферы, граничащие с трещинами, разрушаются, гидратные оболочки диссоциируют и солевой раствор проникает в трещины. Образование свободной воды обеспечивает продвижение и каскад рекристаллизаций NaCl по ходу трещин (каналов) до их поступления в общий объем - место слияния каналов. Там формируется область скопления кристаллического NaCl. Таким образом обеспечивается пространственное разделение компонентов осадка. По периферии высыхающей пленки образуются радиально расположенные змеевидные цепочечные структуры, описанные ранее для высыхающих коллоидных дисперсий как результат адвекции, диффузии и капиллярного притяжения (Колегов и Бараш, 2019). Обсуждается сходство и различие наблюдаемых процессов с описанием стареющих коллоидных систем, а также с физикой тектонических разломов.
вода, дисперсная фаза, высыхание, деформация, разделение компонентов
1. Рожанский И.Д. Развитие естествознания в эпоху античности: ранняя греческая наука «о природе». М.: Наука, 1979, 124 с. [Rozhansky I.D. The development of science in the era of antiquity: the early Greek science "about nature". Moscow: Nauka, 1979, 124 p. (In Russ.)]
2. Маленков Г.Г. Структура и динамика жидкой воды. Журнал структурной химии, 2006, т. 47, с, 5-35. [Malenkov G.G. Structure and dynamics of liquid water. Journal of structural chemistry, 2006, vol. 47, pp. 5-35. (In Russ.)]
3. Саркисов Г.Н. Структурные модели воды. УФН, 2006, т. 176, № 8, с. 833-845 [Sarkisov G.N. Structural models of water. Physics-Uspekhi, 2006, vol. 176, no. 8, pp. 833-845. (In Russ.)]
4. Nilsson A., Pettersson L.G.M. Perspective on the structure of liquid water. Chemical Physics, 2011, vol. 389, pp. 1-34.
5. Мельниченко Н.А. Структура и динамические свойства жидкой воды. Вестник ДВО РАН, 2010, т. 1, с. 65-74. [Melnichenko N.A. Structure and dynamic properties of liquid water. Bulletin of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 2010, vol. 1, pp. 65-74. (In Russ.)]
6. Захаров С.Д., Зюзин М.В., Мосягина И.В. Вода: микроструктура и флуктуации. URL: http://www.biophys.ru/archive/h2o-00027.pdf. [Zakharov S.D., Zyuzin M.V., Mosyagina I.V. Water: microstructure and fluctuations. URL: http://www.biophys.ru/archive/h2o-00027.pdf. (In Russ.)]
7. Ito K., Yoshida H., Ise N. Void Structure in colloidal dispersions. Science, 1994, vol. 263, no. 7, pp. 66-68.
8. Ise N., Matsuoka H., Ito K., Yoshida H., Yamanaka J. Ordering of latex particles and ionic polymers in solutions. Langmuir, 1990, vol. 6, pp. 296-302.
9. Bunkin N.F., Shkirin A.V., Kozlov V.A., Starosvetskij A.V. Laser scattering in water and aqueous solutions of salts. Proc. of SPIE, 2010, p. 7376, Article Number: 73761D.
10. Фесенко Е.Е., Терпугов Е.Л. О необычных спектральных свойствах воды в тонком слое. Биофизика, 1999, т. 44, № 1, с. 5-9. [Fesenko E.E., Terpugov E.L. On the unusual spectral properties of water in a thin layer. Biofizika, 1999, vol. 44, no. 1, pp. 5-9. (In Russ.)]
11. Смирнов А.Н., Лапшин В.Б., Балышев А.В., Лебедев И.М., Сыроешкин А.В. Супранадмолекулярные комплексы воды. Электронный журнал «Исследовано в России», 2004. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/038.pdf. [Smirnov AN, Lapshin V.B., Balyshev A.V., Lebedev I.M., Syroeoshkin A.V. Supranadmolecular complexes of water. Electronic Journal "Investigated in Russia", 2004. URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/038.pdf. (In Russ.)]
12. Гончарук В.В., Смирнов В.Н., Сыроешкин А.В., Маляренко В.В. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды. Химия и технология воды, 2007, т. 29, № 1, с. 3-17. [Goncharuk V.V., Smirnov V.N., Syroeshkin A.V., Malyarenko V.V. Clusters and giant heterophase clusters of water. Chemistry and Technology of Water, 2007, vol. 29, no. 1, pp. 3-17. (In Russ.)]
13. Sedlák M. Large-scale supramolecular structure in solutions of low molar mass compounds and mixtures of liquids: I. Light scattering characterization. J. Phys. Chem. B, 2006, vol. 110, no. 9, pp. 4329-4338.
14. Букатый В.И., Нестерюк П.И. Разработка измерительно-вычислительного комплекса и метода малых углов рассеяния для контроля оптических неоднородностей (кластеров) в бидистиллированной воде после действия магнитного поля. Электронный физико-технический журнал, 2012, т. 7. URL: http://eftj.secna.ru/vol7/120702.pdf [Bukaty V.I., Nesteruk P.I. Development of a measuring and computing complex and a method of small scattering angles to control optical inhomogeneities (clusters) in bidistilled water after the action of a magnetic field. Electronic Physics and Technology Journal, 2012, vol. 7. URL: http://eftj.secna.ru/vol7/120702.pdf. (In Russ.)]
15. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П., Кульченко А.К., Саркисов Ю.С., Антошкин Л.В. Оценка структуры воды и водных растворов хлорида натрия с использованием диэлектрометрии и резонансного метода. Вестник ТГАСУ, 2013, т. 2, с. 235-244. [Laptev B.I., Sidorenko G.N., Gorlenko N.P., Kulchenko A.K., Sarkisov Yu.S., Antoshkin L.V. Evaluation of the structure of water and aqueous solutions of sodium chloride using dielectrometry and resonance method. Vestnik of TSUAB, 2013, vol. 2, pp. 235-244. (In Russ)].
16. Yakhno T., Yakhno V. A study of structural organization of water and aqueous solutions by means of optical microscopy. Crystals, 2019, vol. 9, no. 1, p. 52. DOI:https://doi.org/10.3390/cryst9010052. URL: http://www.mdpi.com/2073-4352/9/1/52.
17. Yakhno T., Drozdov M., Yakhno V. Giant Water Clusters: Where Are They From? Int. J. Mol. Sci., 2019, vol. 20, p. 1582. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms20071582. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/20/7/1582.
18. Kolegov K.S. and Barash L.Yu. Joint effect of advection, diffusion and capillary attraction on a spatial structure of particle depositions from evaporating droplets. arXiv:1903.06003 v1 [cond-mat.soft] 14 Mar 2019
19. Hutchinson J.W., Suo Z. Mixed mode cracking in layered materials. Advances in Applied Mechanics, 1991, vol. 29, pp. 63-191. DOI:https://doi.org/10.1016/S0065-2156(08)70164-9.
20. Bacchin P., Brutin D., Davaille A., Giuseppe E., Chen X.D., Gergianakis I., Giorgiutti-Dauphin´e F., Goehring L., Hallez Y., Heyd R., Jeantet R., Floch-Fouere C., Meireles M., Mittelstaedt E., Nicloux C., Pauchard L., Saboungi M.-L. Drying colloidal systems: Laboratory models for a wide range of applications. Eur. Phys. J. E, 2018, vol. 4, p. 94. DOI:https://doi.org/10.1140/epje/i2018-11712-x.
21. Савельев Д.Е., Федосеев В.Б. Твёрдофазное перераспределение минеральных частиц в восходящем мантийном потоке как механизм концентрации хромита в офиолитовых ультрамафитах (на примере офиолитов Крака, Южный Урал). Георесурсы, 2019, т. 21, № 1, с. 31-46. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.31-46. [Saveliev D.E., Fedoseev V.B. Solid-phase redistribution of mineral particles in the ascending mantle flow as a mechanism for the concentration of chromite in ophiolite ultramafites (using the example of Kraka ophiolites, the South Urals). Georesources, 2019, vol. 21, no. 1, pp. 31-46. DOI:https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.31-46. (In Russ.)]
22. Калясников Ю.А. Наноминералогия воды и биосферные процессы: 2-е изд., перераб. и доп. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2000. 64 с. URL: http://ukhtoma.ru/koljasnikov1.htm [Kalyasnikov Yu.A. Nano-mineralogy of water and biospheric processes: 2nd ed., Pererab. and add. Magadan: SVNTS FED RAS, 2000, 64 p. URL: http://ukhtoma.ru/koljasnikov1.htm. (In Russ.)]
23. Shinozaki A., Kagi H., Noguchi N., Hirai H., Ohfuji H., Okada T., Nakano S., Yagi T. Formation of SiH4 and H2O by the dissolution of quartz in H2 fluid under high pressure and temperature. American Mineralogist, 2014, vol. 99, no. 7, pp. 1265-1269. DOI:https://doi.org/10.2138/am.2014.4798.
24. Futera Z., Yong X., Pan Y., Tse J.S., English N.J. Formation and properties of water from quartz and hydrogen at high pressure and temperature. Earth and Planetary Science Letters, 2017, vol. 461, pp. 54-60. DOI:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.12.031.
25. Coghlan A. Deepest water found 1000km down, a third of way to Earth's core. New Scientist, 27 January 2017. https://www.newscientist.com/article/2119475-planet-earth-makes-its-own-water-from-scratch-deep-in-the-mantle.
