УДК 539.3, 532.6, 538.9

Настоящая работа направлена на исследование поверхностного натяжения наноструктур. Под таким общим определением везде ниже понимаются явления, связанные с наличием поверхностных атомов. Все основные свойства наноструктур обусловлены наличием чрезвычайно развитой поверхности. Количество атомов поверхности и их энергия сопоставимы с аналогичными характеристиками объемных атомов. Данная работа посвящена подробному исследованию сжатия наноструктуры системой поверхностных атомов.

С помощью метода молекулярной динамики показано, что в твердотельных кластерах сферической формы в интервале размеров до 10 нм при криогенных температурах имеется избыточное давление. Это давление обусловлено сжатием кластера поверхностными атомами.

Молекулярно-динамическое исследование термодинамических свойств наноструктур показало, что прирост давления в кластерах с размерами от 2 до 9 нм  за счет температуры обусловлен «газовой» составляющей, а угол наклона графика теплового давления от температуры не зависит от размеров кластера. Кроме того, показано, что коэффициент поверхностного натяжения  уменьшается с увеличением температуры. Найдено теоретическое выражение для этой зависимости и показано, что существует некая температура Лапласа, при которой сжимающее давление в кластере уравновешивается тепловым «газовым» давлением.

Головнев И.Ф., Головнева Е.И., Фомин В.М.  Молекулярно-динамическое исследование давления Лапласа в твердотельных наноструктурах // Физ. мезомех. - 2012. - Т. 15. - № 1. - С. 69-74