The influence of the dipole-dipole interaction to the structure of liquids by the help of experimental and computer simulation study of ferrocolloids and electro-rheological fluids  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
38239
Type K
Principal investigator Szalai, István
Title in Hungarian A dipólus-dipólus kölcsönhatás folyadékszerkezetre gyakorolt hatásának tanulmányozása ferrokolloidok és elektroreológiai fluidumok kísérleti és számítógépes szimulációs vizsgálatával
Title in English The influence of the dipole-dipole interaction to the structure of liquids by the help of experimental and computer simulation study of ferrocolloids and electro-rheological fluids
Panel Chemistry 1
Department or equivalent MTK Funkcionális Lágy Anyagok Kutatócsoport (University of Pannonia)
Participants Boda, Dezső
Kristóf, Tamás
Liszi, János
Starting date 2002-01-01
Closing date 2006-12-31
Funding (in million HUF) 6.768
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Az elektroreológiai folyadékok dielektromos állandójának és a mágneses kolloidok mágneses szuszceptibilitásának leírására a termodinamikai perturbációelmélet alapján analitikus egyenleteket származtattunk. Gibbs sokaságon vett Monte Carlo szimulációs módszerrel vizsgáltuk a dipoláris fluidumok gőz-folyadékszerű fázisszeparációját. Megállapítottuk, hogy a részecskék méret és kölcsönhatási energia szerinti polidiszperzitása a fázisegyensúlyi görbék (ortobár sűrűség görbék) szélességének csökkenését és a kritikus pont eltolódását eredményezi. A fázisegyensúlyi görbék szomszédságában vizsgáltuk a polidiszperzitás hatását a mágneses fluidumok állandó térfogaton vett hőkapacitására. Azt tapasztaltuk, hogy a nagyobb sűrűségű fázisban a hőkapacitás nem érzékeny az összetételre. Monte Carlo szimulációs és perturbációelméleti módszerekkel vizsgáltuk a polidiszperzitás hatását az olyan modell mágneses fluidum filmek tulajdonságaira, amelyek kölcsönhatási potenciálja egy rövidtávú taszító és a háromdimenziós dipólus-dipólus kölcsönhatás eredőjeként áll elő. A különböző dimenziójú dipoláris fluidumok összehasonlításával megmutattuk, hogy azok kezdeti szuszceptibilitása a részecskék mozgási szabadsági fokaival érzékenyen változik. Videómikroszkópos technikát fejlesztettünk ki az elektroreológiai fluidumokban a külső elektromos tér hatására képződő láncok megjelenítésére.
Results in English
Analytical perturbation theoretical equations were predicted to describe the dielectric constant of electrorheological fluids and magnetic susceptibility of polydisperse magnetic colloids. Using the Gibbs ensemble Monte Carlo simulation method the vapor-liquid-like coexistence properties were determined in dipolar fluids. Taking into account the realistic situation, i.e., polydispersity in size and interaction strength, a considerable reduction of the width and upward shift of the critical point were introduced into the phase diagram. The effect of polydispersity on the isochoric heat capacity of model ferrofluids in the vicinity of the phase transition was also considered. The heat capacity was found to be rather insensitive to the composition variations in the denser phase. The influence of polydispersity on the magnetic properties of monolayers of three-dimensional dipolar spheres with short-range repulsive interactions was studied by means of Monte Carlo simulations and high field approximation perturbation theory. Comparing dipolar fluids of different dimensions, the initial magnetic susceptibility was found to be remarkably sensitive to the degrees of freedom of particle motions. We proposed a video-microscopic visualization method for the study of chain formation in electrorheological fluids, caused by the external applied electric field.
Full text http://real.mtak.hu/518/
Decision
Yes





 

List of publications

  
T. Kristóf, I. Szalai: Magnetic properties and structure of polydisperse ferrofluid models, Physical Review E, 68, 041109, 2003
I. Szalai, M. Papatyi, G. Kronome: Experimental and computer simulation study of chain formation in electrorheological fluids, 5th Liquid Matter Conference, Konstanz, 14-18 September, 257, 2002
D. Boda, T. Kristóf, J. Liszi, I. Szalai: Extrapolation of the vapour-liquid equilibrium curves using Gibbs ensemble Monte Carlo simulations, 6th Liblice Conference on the Statistical Mechanics of Liquids, Spindleruv Mlyn, Csehország, július 9-14., 2002
M. Valiskó, D. Boda, J. Liszi, I. Szalai: The dielectric constant of polarizable fluids from the renormalized perturbation theory, Molecular Physics, 2002, 100, 3239-3243., 2002
I. Szalai, K-Y. Chan, Y. W. Tang: Theoretical investigation of the vapour-liquid equilibrium and dielectric properties of dipolar Yukawa liquids in external field, Molecular Physics, 2003, 101, 1819-1823., 2003
M. Valiskó, D. Boda, J. Liszi, I. Szalai: A systematic Monte Carlo simulation and renormalized perturbation theoretical study of the dielectric constant of polarizable Stockmayer fluids, Molecular Physics, 2003, 101, 2309-2313., 2003
Papatyi Marietta: Láncképződés kísérleti vizsgálata elektroreológiai folyadékokban, Veszprémi Egyetem, Központi Könyvtár, 2002
T. Kristóf, J. Liszi, I. Szalai: Phase separation in model polydisperse ferrofluids, Physical Review E, 2004, 69, 062106 (1-4)., 2004
I. Szalai, S. Dietrich: Global phase diagrams of binary dipolar fluid mixtures, Soft matter at interfaces conference, Ringberg, Germany, 2004. február 23-25. Előadás., 2004
T. Kristóf, J. Liszi, I. Szalai: Heat capacity in a model polydisperse ferrofluids with narrov particle size distribution, Physical Review E, 71, 031109, 2005
I. Szalai, S. Dietrich: Global phase diagrams of binary dipolar fluid mixtures, Molecular Physics, 103, 21, 2005
T. Kristóf, I. Szalai: Ferrofluidumok szimulációja a NIF szuperszámítógépen, NIF hirlevél IV. évfolyam 1. szám, 7. oldal, 2005
L. Merényi, T. Kristóf: The extrapolation of vapour-liquid equilibrium curves of pure fluids in alternative gibbs ensemble Monte Carlo implementations, Molecular Simulations, 30, 549-558, 2004
A. Malasics, D. Boda, M. Valiskó: Monte Carlo simulation and renormalized perturbation theory study of the dielectric properties of mixtures of polarizable hard spheres and polarizable dipolar hard spheres, Molecular Physics, Publikációra beküldve, 2006
I. Szalai, T. Kristóf, A. Gábor, K. Kincses: Magnetic susceptibility of polydisperse ferrofluids, J. Magn. Magn. Mater., Publikáció alatt, 2006
K. Kincses, P. Csuta and I. Szalai: Structural properties of inverse magnetic fluids, 17th International Congress of Chemical and Process Engineering, 27-31 August, Praha, Abstract: P3.085, 2006
I. Szalai and S. Dietrich: Phase Diagrams and Magnetic Susceptibility of Ferrofluids, 88th International Bunsen-Discussion Meeting, Magnetic Colloidal Fluids: Preparation, Characterization, Physical Properties and Applications, Saarbrücken July 20-22, 2005
T. Kristóf, I. Szalai: Magnetic properties in monolayers of a model polydisperse ferrofluids, Phys. Rev. E, 72, 041105, 2005
Csuta Péter (témavezető: Szalai István): Dipoláris fluidumok volumetrikus és szerkezeti tulajdonságainak vizsgálata, Diplomadolgozat, Pannon Egyetem, Fizika Tanszék, 2006
I. Szalai, S. Dietrich: Solid-fluid interfacial properties of model ferrofluids, Euromech Colloquium 470, Recent Development in Magnetic Fluid Research, Dresden, 27.2-1.3, 2006
S. Dobra, I. Szalai and S. Varga: Ordering transition and demixing of a binary mixture of thick and thin rodlike molecules in the presence of an external field, J. Chemical Physics, 125, 074907, 2006
T. Kristóf, I. Szalai: Magnetic properties in polydisperse ferrofluid monolayers, 6th Liquid Matter Conference of the European Physical Society, Utrecht, 2-6 July, 2005
T. Kristóf, A. Gábor, K. Kincses and I. Szalai: Magnetic Susceptibility of Polydisperse Ferrofluids, 6th Liquid Matter Conference of the European Physical Society, Utrecht 2-6 July, 2005




 

Events of the project

  
2020-12-16 16:29:36
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Fizika és Mechatronika Intézet (Pannon Egyetem), Új kutatóhely: MTK Funkcionális Lágy Anyagok Kutatócsoport (Pannon Egyetem).



Back »