СТИМУЛ-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОПОДОБНЫХ ЧЕРВЕОБРАЗНЫХ МИЦЕЛЛ ИОНОГЕННЫХ ПАВ И ИХ СОВРЕМЕННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Растворы на основе полимероподобных мицелл ионогенных поверхностно-активных веществ привлекают внимание ученых как стимул-чувствительные системы, которые могут переходить из состояния низковязкой ньютоновской жидкости к вязкоупругим растворам с вязкостью до 10 кПа с и упругим откликом. Форма мицелл и их длина определяются балансом гидрофобных и электростатических взаимодействий, поэтому с помощью добавок различных низкомолекулярных веществ или функциональных наночастиц можно значительно изменять реологические свойства таких растворов и придавать им новые стимул-чувствительные свойства. В данном обзоре представлены наиболее часто используемые способы управления свойствами многокомпонентных растворов червеобразных мицелл поверхностно-активных веществ, в том числе нанокомпозитных систем. Описаны современные области практического применения таких систем и перспективы их развития.

Об авторах

В. С. Молчанов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Физический факультет

Email: molchan@polly.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

О. Е. Филиппова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Физический факультет

Автор, ответственный за переписку.
Email: molchan@polly.phys.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

Список литературы

  1. Israelachvili J.N., Mitchell D.J., Ninham B.W. // Faraday Trans. 2 Mol. Chem. Phys. 1976. V. 72. P. 1525.
  2. Dreiss C.A. // Soft Matter. 2007. V. 3. P. 956.
  3. Magid L.J. // J. Phys. Chem. B. 1998. V. 5647. № 97. P. 4064.
  4. Cates M.E., Candau S.J. // J. Phys., Condens. Matter. 1990. V. 2. № 33. P. 6869.
  5. Kwiatkowski A.L., Molchanov V.S., Philippova O.E. // Polymer Science A. 2019. V. 61. № 2. P. 215.
  6. Raghavan S.R., Kaler E.W. // Langmuir. 2001. V. 17. P. 300.
  7. Zakharova L.Y., Vasilieva E.A., Mirgorodskaya A.B., Zakharov S.V., Pavlov R.V., Kashapova N.E., Gaynanova G.A. // J. Mol. Liq. 2023. V. 370. P. 120923.
  8. Raghavan S.R., Fritz G., Kaler E.W. // Langmuir. 2002. V. 18. № 10. P. 3797.
  9. Kumar R., Kalur G.C., Ziserman L., Danino D., Raghavan S.R. // Langmuir. 2007. № 5. P. 12849.
  10. Molchanov V.S., Kuklin A.I., Orekhov A.S., Arkharova N.A., Philippova O.E. // J. Mol. Liq. 2021. V. 342. P. 116955.
  11. Rózańska S. // Colloids Surfaces A. 2015. V. 482. P. 394.
  12. Koehler R.D., Raghavan S.R., Kaler E.W. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. P. 11035.
  13. Egelhaaf S.U., Müller M., Schurtenberger P. // Langmuir. 1998. V. 14. № 16. P. 147.
  14. Sommer C., Pedersen J.S., Egelhaaf S.U., Cannavacciuolo L., Kohlbrecher J., Schurtenberger P. // Langmuir. 2002. V. 18. № 17. P. 2495.
  15. Granek R., Cates M.E. // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. № 6. P. 4758.
  16. Turner M.S., Marques C., Cates M.E. // Langmuir. 1993. V. 9. № 3. P. 695.
  17. Khatory A., Kern F., Lequeux F., Appell J., Porte G., Morie N., Ott A., Urbach W. // Langmuir. 1993. V. 9. № 29. P. 933.
  18. Cates M.E., Fielding S.M. // Adv. Phys. 2006. V. 55. № 7–8. P. 799.
  19. von Berlepsh H., Dautzenberg H., Rother G. and Jager J. // Langmuir. 1996. V. 12. P. 3613.
  20. Grosberg A.Y., Khokhlov A.R., Onuchic J.N. // Phys. Today. American Institute of Physics. 1995. V. 48. № 9. P. 92.
  21. Flood C., Dreiss C.A., Croce V., Cosgrove T., Karlsson G.G. // Langmuir. 2005. V. 21. № 17. P. 7646.
  22. Croce V., Cosgrove T., Maitland G., Hughes T. // Langmuir. 2003. V. 19. № 10. P. 8536.
  23. Rogers S.A., Calabrese M.A., Wagner N.J. // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2014. V. 19. № 6. P. 530.
  24. Watanabe H. // Prog. Polym. Sci. 1999. V. 24. № 9. P. 1253.
  25. Ghosh S., Khatua D., Dey J. // Langmuir. 2011. V. 27. № 9. P. 5184.
  26. Li L., Yang Y., Dong J., Li X. // J. Colloid Interface Sci. 2010. V. 343. № 2. P. 504.
  27. Kalur G.C., Frounfelker B.D., Cipriano B.H., Norman A.I., Raghavan S.R. // Langmuir. 2005. V. 21. № 24. P. 10998.
  28. Chu Z., Dreiss C.A., Feng Y. // Chem. Soc. Rev. 2013. V. 42. P. 7174.
  29. Ezrahi S., Tuval E., Aserin A. // Adv. Colloid Interface Sci. 2007. V. 130. № 2006. P. 77.
  30. Philippova O.E., Molchanov V.S. // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2019. V. 43. P. 52.
  31. Nettesheim F., Liberatore M.W., Hodgdon T.K., Wagner N.J., Kaler E.W., Vethamuthu M. // Langmuir. 2008. V. 24. № 15. P. 7718.
  32. Helgeson M.E., Hodgdon T.K., Kaler E.W., Wagner N.J., Vethamuthu M., Ananthapadmanabhan K.P. // Langmuir. 2010. V. 26. P. 8049.
  33. Pletneva V.A., Molchanov V.S., Philippova O.E. // Langmuir. 2015. V. 31. № 1. P. 110.
  34. Liu L., Zheng C., Lu H. // J. Dispers. Sci. Technol. 2017. V. 38. P. 1824.
  35. Zhang Y., Han Y., Chu Z., He S., Zhang J., Feng Y. // J. Colloid Interface Sci. 2013. V. 394. P. 319.
  36. Maeda H., Yamamoto A., Souda M., Kawasaki H., Hossain K.S., Nemoto N., Almgren M. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. № 23. P. 5411.
  37. Lu H., Zheng C., Xue M., Huang Z. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. V. 18. № 47. P. 32192.
  38. Verma G., Aswal V.K., Hassan P. // Soft Matter. 2009. V. 5. № 15. P. 2919.
  39. Liu Z., Wang P., Pei S., Liu B., Sun X., Zhang J. // Colloids Surf. A. 2016. V. 506. P. 276.
  40. Ye S., Zhai Z., Shang S., Song Z. // J. Mol. Liq. 2022. V. 361. P. 119445.
  41. Liu Y., Jessop P.G., Cunningham M., Eckert C.A., Liotta C.L. // Science. 2006. V. 313. № 5789. P. 958.
  42. Zhang Y., Feng Y., Wang Y., Li X. // Langmuir. 2013. V. 29. № 13. P. 4187.
  43. Lu Y., Sun D., Ralston J., Liu Q., Xu Z. // J. Colloid Interface Sci. 2019. V. 557. P. 185.
  44. Zhang Y., Yin H., Feng Y. // Green Mater. 2014. V. 2. P. 95.
  45. Zhao M., He H., Dai C., Wu X., Zhang Y., Huang Y., Gu C. // J. Mol. Liq. 2018. V. 268. P. 875.
  46. Bi Y., Wang T., Xiao J., Yu L. // Colloids Surfaces A. 2023. V. 668. P. 131441.
  47. Hao L.-S., Yuan C., Zhong H.-L., Ling J.-W., Wang H.-X., Nan Y.-Q. // J. Mol. Liq. 2022. V. 364. P. 120010.
  48. Liu W., Wang Y., Tan Y., Ye Z., Chen Q., Shang Y. // RSC Adv. 2022. V. 12. № 53. P. 34601.
  49. Wang G., Lin M., Xu Q., Jiang J., Zheng R., He Y. // J. Dispers. Sci. Technol. 2023. V. 44. P. 1.
  50. Zhang J., Xu Q., Jiang J. // J. Dispers. Sci. Technol. 2023. V. 44. № 9. P. 1750.
  51. Lv D., Liu Q., Wu H., Cheng Y., Wang C., Yin B., Wei X., Li J. // Soft Matter. 2021. V. 17. № 40. P. 9210.
  52. Li J., Liu Q., Jin R., Yin B., Wei X., Lv D. // J. Ind. Eng. Chem. 2022. V. 109. P. 173.
  53. Zhang J., Xu Q., Wang F., Jiang J. // Langmuir. 2019. V. 35. № 47. P. 15242.
  54. Jiang J., Zhang D., Yin J., Cui Z. // Soft Matter. 2017. V. 13. № 37. P. 6458.
  55. Helgeson M.E., Wagner N.J. // J. Chem. Phys. 2011. V. 135. P. 084901.
  56. Qin W., Yue L., Liang G., Jiang G., Yang J., Liu Y. // Chem. Eng. Res. Des. 2017. V. 123. № 18. P. 14.
  57. Luo M., Jia Z., Sun H., Liao L., Wen Q. // Colloids Surfaces A. 2012. V. 395. P. 267.
  58. Molchanov V.S., Efremova M.A., Orekhov A.S., Arkharova N.A., Rogachev A.V., Philippova O.E. // J. Mol. Liq. 2020. V. 314. P. 113684.
  59. Molchanov V.S., Kuklin A.I., Orekhov A.S., Arkharova N.A., Khudoleeva E.S., Philippova O.E. // Polymer Science C. 2021. V. 63. № 2. P. 170.
  60. Zhao M., Liu S., Wu Y., Yan R., Li Y., Guo X. // J. Mol. Liq. 2022. V. 346. P. 118236.
  61. Shishkhanova K.B., Molchanov V.S., Baranov A.N., Kharitonova E.P., Orekhov A.S., Arkharova N.A., Philippova O.E. // J. Mol. Liq. 2023. V. 370. P. 121032.
  62. Molchanov V.S., Pletneva V.A., Klepikov I.A., Razumovskaya I.V., Philippova O.E. // RSC Adv. 2018. V. 8. № 21. P. 11589.
  63. Molchanov V.S., Klepikov I.A., Razumovskaya I.V., Philippova O.E. // Nanosyst. Phys., Chem. Math. 2018. V. 9. № 3. P. 335.
  64. Kumar J.S., Paul P.S., Raghunathan G., Alex D.G. // Int. J. Mech. Mater. Eng. 2019. V. 14. № 1. P. 13.
  65. Raj K.A., Balikram A., Ojha K. // J. Mol. Liq. 2022. V. 345. P. 118241.
  66. Vaidya N., Lafitte V., Makarychev-Mikhailov S., Panga M.K., Nwafor C., Gadiyar B. // Paper presented at the SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control, Lafayette, Louisiana, USA, February 2018.
  67. Shah S.N., Shanker N.H., Ogugbue C.C. // Am. Assoc. Drill. Eng. Fluids Conf. Exhib. 2010. V. 10. P. 1.
  68. Al-Sadat W., Nasser M.S., Chang F., Nasr-El-Din H.A., Hussein I.A. // J. Pet. Sci. Eng. 2014. V. 124. P. 341.
  69. Kang W., Mushi S.J., Yang H., Wang P., Hou X. // J. Pet. Sci. Eng. 2020. V. 190. P. 107107.
  70. Samuel M., Card R.J., Nelson E.B., Brown J.E., Vinod P.S., Temple H.L., Qu Q., Fu D.K. // SPE Drill & Compl. 1999. V. 14. № 04. P. 240.
  71. Silin M., Magadova L., Malkin D., Krisanova P., Borodin S., Filatov A. // Energies. 2022. V. 15. № 8. P. 2827.
  72. Al-Muntasheri G.A. // SPE Western North American and Rocky Mountain Joint Meeting, Denver, Colorado, April 2014.
  73. Shashkina J.A., Philippova O.E., Zaroslov Y.D., Khokhlov A.R., Pryakhina T.A., Blagodatskikh I.V. // Langmuir. 2005. V. 21. № 4. P. 1524.
  74. Molchanov V.S., Philippova O.E., Khokhlov A.R., Kovalev Y.A., Kuklin A.I. // Langmuir. 2007. V. 23. № 1. P. 105.
  75. Shibaev A.V., Tamm M.V., Molchanov V.S., Rogachev A.V., Kuklin A.I., Dormidontova E.E., Philippova O.E. // Langmuir. 2014. V. 30. № 13. P. 3705.
  76. Gurluk M.R., Nasr-El-Din H.A., Crews J.B. / // 75th European Association of Geoscientists and Engineers Conference and Exhibition 2013 Incorporating SPE EUROPEC 2013: Changing Frontiers. 2013. P. SPE 164900.
  77. Zhang Y., Dai C., Qian Y., Fan X., Jiang J., Wu Y., Wu X., Huang Y., Zhao M. // Colloids Surfaces A. 2018. V. 553. P. 244.
  78. Yang Y., Zhang H., Wang H., Zhang J., Guo Y., Wei B., Wen Y. // J. Pet. Sci. Eng. 2022. V. 208. P. 109608.
  79. Liu S., Zhao M., Wu Y., Gao Z., Dai C., Liu P. // Energy Fuels. 2022. V. 36. № 13. P. 7177.
  80. Lumley J.L. // Annu. Rev. Fluid Mech. 1969. V. 1. № 1. P. 367.
  81. Rose G.D., Foster K.L. // J. Nonnewton. Fluid Mech. 1989. V. 31. № 1. P. 59.
  82. Qi Y., Zakin J.L. // Ind. Eng. Chem. Res. 2002. V. 41. № 25. P. 6326.
  83. Qi Y., Kesselman E., Hart D.J., Talmon Y., Mateo A., Zakin J.L. // J. Colloid Interface Sci. 2011. V. 354. № 2. P. 691.
  84. Butler P.D., Magid L.J., Hamilton W.A., Hayter J.B., Hammouda B., Kreke P.J. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. № 2. P. 442.
  85. Takeda M., Kusano T., Matsunaga T., Endo H., Shibayama M., Shikata T. // Langmuir. 2011. V. 27. № 5. P. 1731.
  86. Li F.C., Yang J.C., Zhou W.W., He Y.R., Huang Y.M., Jiang B.C. // Thermochim. Acta. 2013. V. 556. P. 47.
  87. Luo M., Si X., Li M., Jia X., Yang Y., Zhan Y. // Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 885.
  88. García-Río L., Mejuto J.C., Pérez-Lorenzo M., Rodríguez-Álvarez A., Rodríguez-Dafonte P. // Langmuir. 2005. V. 21. № 14. P. 6259.
  89. Cushing B.L., Kolesnichenko V.L., O’Connor C.J. // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 9. P. 3893.
  90. Gupta V.K.N., Mehra A., Thaokar R. // Colloids Surfaces A. 2012. V. 393. P. 73.
  91. Zhao J., Hu Q., Lei Y., Gao C., Zhang P., Zhou B., Zhang G., Song W., Lou X., Zhou X. // CrystEngComm. 2021. V. 23. № 32. P. 5498.
  92. Qiao Y., Lin Y., Wang Y., Li Z., Huang J. // Langmuir. 2011. V. 27. № 5. P. 1718.
  93. Chhatre A., Duttagupta S., Thaokar R., Mehra A. // Langmuir. 2015. V. 31. № 38. P. 10524.
  94. Hu Y., Han J., Ge L., Guo R. // Soft Matter. 2018. V. 14. № 5. P. 789.
  95. Cornwell P.A. // Int. J. Cosmet. Sci. 2018. V. 40. № 1. P. 16.
  96. Lone M.S., Bhat P.A., Shah R.A., Chat O.A., Dar A.A. // Chemistry Select. 2017. V. 2. № 3. P. 1144.
  97. Yavrukova V.I., Radulova G.M., Danov K.D., Kralchevsky P.A., Xu H., Ung Y.W., Petkov J.T. // Adv. Colloid Interface Sci. 2020. V. 275. P. 1.
  98. Christov N.C., Denkov N.D., Kralchevsky P.A., Ananthapadmanabhan K.P., Lips A. // Langmuir. 2004. V. 20. № 3. P. 565.
  99. Mitrinova Z., Tcholakova S., Denkov N. // Colloids Surfaces A. 2018. V. 537. P. 173.
  100. López-Galindo A., Viseras C., Cerezo P. // Appl. Clay Sci. 2007. V. 36. № 1. P. 51.

© В.С. Молчанов, О.Е. Филиппова, 2023