Сила Ван-дер-Ваальса

Поток дождевой воды из навеса. Среди сил, управляющих образованием капель: сила Ван-дер-Ваальса, поверхностное натяжение , когезия , неустойчивость Плато – Рэлея .

В молекулярной физике , то Ван - дер - Ваальса , названный в честь голландского физика Ван-дер-Ваальс , это расстояние в зависимости от взаимодействия между атомами или молекулами. В отличие от ионных или ковалентных связей , это притяжение не является результатом химической электронной связи; они сравнительно слабы и поэтому более восприимчивы к нарушениям. Сила Ван-дер-Ваальса быстро исчезает на больших расстояниях между взаимодействующими молекулами.

Сила Ван-дер-Ваальса играет фундаментальную роль в таких разнообразных областях, как супрамолекулярная химия , структурная биология , наука о полимерах , нанотехнологии , наука о поверхности и физика конденсированного состояния . Он также лежит в основе многих свойств органических соединений и твердых веществ , включая их растворимость в полярных и неполярных средах.

Если никакой другой силы нет, расстояние между атомами, при котором сила становится отталкивающей, а не притягивающей, когда атомы приближаются друг к другу, называется расстоянием контакта Ван-дер-Ваальса ; это явление является результатом взаимного отталкивания электронных облаков атомов . ^[1] Сила Ван-дер-Ваальса имеет то же происхождение, что и эффект Казимира , который возникает из-за квантового взаимодействия с полем нулевой точки . ^[2]

Силы Ван-дер-Ваальса ^[3] обычно описываются как комбинация лондонских дисперсионных сил между «мгновенно индуцированными диполями » ^[4], сил Дебая между постоянными диполями и индуцированными диполями, а также силы Кизома между постоянными молекулярными диполями , вращательные ориентации которых равны динамически усредняется по времени.

Определение [ править ]

Силы Ван-дер-Ваальса включают притяжение и отталкивание между атомами, молекулами и поверхностями, а также другие межмолекулярные силы. Они отличаются от ковалентных и ионных связей тем, что они вызваны корреляциями в флуктуирующих поляризациях соседних частиц (следствие квантовой динамики ^[5] ).

Несмотря на то, что они являются самыми слабыми из слабых химических взаимодействий, с силой от 0,4 до 4 кДж / моль (от 4 до 40 мэВ на связь), они все же могут выдерживать интегральную структурную нагрузку, когда присутствует множество таких взаимодействий.

Сила возникает в результате кратковременного сдвига электронной плотности. В частности, электронная плотность может временно более сильно сместиться в одну сторону от ядра. Это генерирует кратковременный заряд, которым соседний атом может либо притягиваться, либо отталкиваться. Когда межатомное расстояние между двумя атомами больше 0,6 нм, сила недостаточно велика, чтобы ее можно было наблюдать. Точно так же, когда межатомное расстояние меньше 0,4 нм, сила становится отталкивающей. Переход от притяжения Ван-дер-Ваальса через отталкивание Паули к химической связи, обсуждавшийся Леннард-Джонсом в 1933 году, был обнаружен с помощью атомно-силовой микроскопии в 2019 году Хубером, Бервангером, Полесей, Маньковским, Эбертом и Гиссиблом ^[6].

Межмолекулярные силы вносят четыре основных вклада:

Отталкивающий компонент, являющийся результатом принципа исключения Паули, который предотвращает коллапс молекул.
Притягивающие или отталкивающие электростатические взаимодействия между постоянными зарядами (в случае молекулярных ионов), диполями (в случае молекул без центра инверсии), квадруполями (все молекулы с симметрией ниже кубической) и в целом между постоянными мультиполями . Электростатическое взаимодействие иногда называют взаимодействием Кизома или силой Кисома в честь Виллема Хендрика Кисома .
Индукция (также известная как поляризация ), которая представляет собой притягивающее взаимодействие между постоянным мультиполем на одной молекуле и индуцированным мультиполем на другой. Это взаимодействие иногда называют силой Дебая в честь Питера Дж . В. Дебая .
Дисперсия (обычно называемая лондонскими дисперсионными взаимодействиями в честь Фрица Лондона ), которая представляет собой притягивающее взаимодействие между любой парой молекул, включая неполярные атомы, возникающее в результате взаимодействий мгновенных мультиполей.

Возвращаясь к номенклатуре, разные тексты относятся к разным вещам, используя термин «сила Ван-дер-Ваальса». В некоторых текстах сила Ван-дер-Ваальса описывается как совокупность сил (включая отталкивание); другие означают все силы притяжения (а затем иногда выделяют Ван-дер-Ваальс-Кизом, Ван-дер-Ваальс-Дебай и Ван-дер-Ваальс-Лондон).

Все межмолекулярные силы / силы Ван-дер-Ваальса анизотропны.(кроме тех, которые находятся между двумя атомами благородных газов), что означает, что они зависят от относительной ориентации молекул. Индукционные и дисперсионные взаимодействия всегда привлекательны, независимо от ориентации, но электростатическое взаимодействие меняет знак при вращении молекул. То есть электростатическая сила может быть притягивающей или отталкивающей, в зависимости от взаимной ориентации молекул. Когда молекулы находятся в тепловом движении, как в газовой, так и в жидкой фазах, электростатическая сила в значительной степени усредняется, потому что молекулы термически вращаются и, таким образом, исследуют как отталкивающую, так и притягивающую части электростатической силы. Иногда этот эффект выражается утверждением, что «случайное тепловое движение при комнатной температуре обычно может их преодолеть или нарушить».(который относится к электростатической составляющей силы Ван-дер-Ваальса). Ясно, что эффект термического усреднения гораздо менее выражен для сил индукции и дисперсии притяжения.

Потенциал Леннард-Джонс часто используются в качестве приближенной модели для изотропной части общих (отталкиваний плюс притяжения) Ван - дер - Ваальса , как функция расстояния.

Силы Ван-дер-Ваальса ответственны за определенные случаи уширения под давлением (уширение Ван-дер-Ваальса ) спектральных линий и образования молекул Ван-дер-Ваальса . Силы Лондона – Ван-дер-Ваальса связаны с эффектом Казимира для диэлектрических сред, причем первые являются микроскопическим описанием второго объемного свойства. Первые подробные расчеты этого были сделаны в 1955 г. Е. М. Лифшицем . ^[7] Также была разработана более общая теория сил Ван-дер-Ваальса. ^[8]^[9]

Основные характеристики сил Ван-дер-Ваальса: ^[10]

Они слабее обычных ковалентных и ионных связей.
Силы Ван-дер-Ваальса аддитивны и не могут быть насыщены.
У них нет характеристики направленности.
Все они являются короткодействующими силами, и поэтому необходимо учитывать только взаимодействия между ближайшими частицами (а не всеми частицами). Притяжение Ван-дер-Ваальса тем больше, чем ближе молекулы.
Силы Ван-дер-Ваальса не зависят от температуры, за исключением диполь-дипольных взаимодействий.

В низкомолекулярных спиртах свойства их полярной гидроксильной группы по связыванию водорода преобладают над другими более слабыми ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями. В спиртах с более высокой молекулярной массой свойства неполярной углеводородной цепи (цепей) доминируют и определяют их растворимость.

Лондонская дисперсионная сила [ править ]

Лондонские дисперсионные силы, названные в честь немецко-американского физика Фрица Лондона , представляют собой слабые межмолекулярные силы , возникающие из взаимодействующих сил между мгновенными мультиполями в молекулах без постоянных мультипольных моментов . Внутри органических молекул и между ними множество контактов может привести к большему вкладу дисперсионного притяжения, особенно в присутствии гетероатомов. Лондонские дисперсионные силы также известны как ` ` дисперсионные силы ''.силы »,« силы Лондона »или« мгновенные дипольные дипольные силы ». Сила лондонских дисперсионных сил пропорциональна поляризуемости молекулы, которая, в свою очередь, зависит от общего числа электронов и площади, по которой они распределены. Углеводороды демонстрируют небольшой вклад в дисперсию, присутствие гетероатомов приводит к увеличению сил LD в зависимости от их поляризуемости, например, в последовательности RI> RBr> RCl> RF. ^[11] В отсутствие растворителей за счет дисперсионных сил образуются кристаллы слабополяризуемых углеводородов; их теплота сублимации является мерой дисперсионного взаимодействия.

Силы Ван-дер-Ваальса между макроскопическими объектами [ править ]

Для макроскопических тел с известными объемами и количеством атомов или молекул в единице объема общая сила Ван-дер-Ваальса часто вычисляется на основе «микроскопической теории» как сумма по всем взаимодействующим парам. Это необходимо для интегрирования по общему объему объекта, что делает расчет зависимым от формы объектов. Например, энергия взаимодействия Ван-дер-Ваальса между сферическими телами радиусов R ₁ и R ₂ и с гладкими поверхностями была аппроксимирована в 1937 году Хамакером ^[12] (с использованием знаменитого уравнения Лондона 1937 года для дисперсионной энергии взаимодействия между атомами / молекулами ^{[13 ]} в качестве отправной точки):

{\begin{aligned}&U(z;R_{1},R_{2})=-{\frac {A}{6}}\left({\frac {2R_{1}R_{2}}{z^{2}-(R_{1}+R_{2})^{2}}}+{\frac {2R_{1}R_{2}}{z^{2}-(R_{1}-R_{2})^{2}}}+\ln \left[{\frac {z^{2}-(R_{1}+R_{2})^{2}}{z^{2}-(R_{1}-R_{2})^{2}}}\right]\right)\end{aligned}}

( 1 )

где A - коэффициент Гамакера , который является константой (~ 10 ⁻¹⁹ - 10 ⁻²⁰ Дж), зависящей от свойств материала (он может быть положительным или отрицательным по знаку в зависимости от промежуточной среды), а z - центр межцентровое расстояние; т.е. сумма R ₁ , R ₂ и R (расстояние между поверхностями): . $\ z=R_{1}+R_{2}+r$

В пределе сближения сферы достаточно велики по сравнению с расстоянием между ними; то есть, или , так что уравнение (1) для функции потенциальной энергии упрощается до: $\ r\ll R_{1}$ $R_{2}$

\ U(r;R_{1},R_{2})=-{\frac {AR_{1}R_{2}}{(R_{1}+R_{2})6r}}

( 2 )

Ван - дер - Ваальса силы между двумя сферами постоянного радиуса ( R ₁ и R ₂ , рассматриваются в качестве параметров) является функцией разделения , поскольку сила , действующая на объект является отрицательной производной от функции потенциальной энергии, . Это дает: $\ F_{VW}(r)=-{\frac {d}{dr}}U(r)$

\ F_{VW}(r)=-{\frac {AR_{1}R_{2}}{(R_{1}+R_{2})6r^{2}}}

( 3 )

Силы Ван-дер-Ваальса между объектами с другой геометрией, использующие модель Хамакера, были опубликованы в литературе. ^[14]^[15]^[16]

Из приведенного выше выражения видно, что сила Ван-дер-Ваальса уменьшается с уменьшением размера тел (R). Тем не менее, сила инерционных сил, таких как сила тяжести и сопротивление / подъемная сила, уменьшаются в большей степени. Следовательно, силы Ван-дер-Ваальса становятся доминирующими для скоплений очень мелких частиц, таких как очень мелкозернистые сухие порошки (в которых отсутствуют капиллярные силы), даже если сила притяжения меньше по величине, чем для более крупных частиц то же самое вещество. Такие порошки называются когезионными, что означает, что они не так легко псевдоожижены или транспортируются пневматически, как их более крупнозернистые аналоги. Обычно свободный поток происходит с частицами размером более примерно 250 мкм.

Сила адгезии Ван-дер-Ваальса также зависит от топографии поверхности. Если на поверхности есть неровности или выступы, которые приводят к большей общей площади контакта между двумя частицами или между частицей и стенкой, это увеличивает силу притяжения Ван-дер-Ваальса, а также тенденцию к механическому сцеплению.

Микроскопическая теория предполагает попарную аддитивность. Он пренебрегает взаимодействием многих тел и замедлением . Более строгий подход, учитывающий эти эффекты, названный « макроскопической теорией », был разработан Лифшицем в 1956 г. ^{[17]. В} 1970 г. Лангбейн вывел гораздо более громоздкое «точное» выражение для сферических тел в рамках теории Лифшица ^[18]. в то время как более простое приближение макроскопической модели было сделано Дерягиным еще в 1934 году. ^[19] Выражения для сил Ван-дер-Ваальса для многих различных геометрий, использующие теорию Лифшица, также были опубликованы.

Использование гекконами и членистоногими [ править ]

Геккон поднимается по стеклянной поверхности

Способность гекконов, которые могут висеть на стеклянной поверхности, используя только один палец ноги, лазать по отвесным поверхностям в течение многих лет в основном приписывалась силам Ван-дер-Ваальса между этими поверхностями и лопатками или микроскопическими выступами, покрывающими волосы. -подобные щетинки на подушечках лап. ^[20]^[21] Более позднее исследование показало, что капиллярная адгезия может играть роль, ^[22] но эта гипотеза была отвергнута более поздними исследованиями. ^[23]^[24]^[25]

Однако недавнее исследование показало, что адгезия геккона к гладким поверхностям из тефлона и PDMS в основном определяется электростатическим взаимодействием (вызванным контактной электризацией), а не Ван-дер-Ваальсом или капиллярными силами. ^[26]

В 2008 году были предприняты попытки создать сухой клей , использующий этот эффект ^[27], а в 2011 году был достигнут успех в создании клейкой ленты на аналогичных основаниях. ^[28] В 2011 году была опубликована статья, в которой описывалось влияние как на волосы, похожие на липучки, так и на присутствие липидов в следах геккона. ^[29]

Среди членистоногих некоторые пауки имеют похожие щетинки на щупальцах или подушечках скопул, что позволяет им карабкаться или висеть вверх ногами на чрезвычайно гладких поверхностях, таких как стекло или фарфор. ^[30]^[31]

В современной технике [ править ]

В мае 2014 года DARPA продемонстрировало последнюю версию своей технологии "Geckskin", поставив 100-килограммового исследователя (с 20 кг записывающего оборудования) на стеклянную стену высотой 8 метров (26 футов), используя только два подъемных весла. Испытания продолжаются, но DARPA надеется, что однажды эта технология станет доступной для использования в военных целях, дав солдатам способности, подобные Человеку-пауку, в городских боях. ^[32]

См. Также [ править ]

Адгезия членистоногих
Дисперсия (химия)
Лапы геккона
Потенциал Леннарда-Джонса
Нековалентные взаимодействия
Синтетические щетинки
Молекула Ван-дер-Ваальса
Радиус Ван-дер-Ваальса
Штамм Ван-дер-Ваальса
Поверхность Ван-дер-Ваальса
Отжим калибровочных блоков, используемых при механической обработке

Ссылки [ править ]

^ Гарретт, Реджинальд Х .; Гришем, Чарльз М. (2016). Биохимия (6-е изд.). Университет Вирджинии. С. 12–13.
^ Климчицкая, ГЛ; Мостепаненко В.М. (июль 2015 г.). «Силы Казимира и Ван-дер-Ваальса: достижения и проблемы». Известия Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (517): 41–65. arXiv : 1507.02393 . DOI : 10.5862 / PROC.516.4 . S2CID 119270219 .
^ Tschumper, Грегори С. (20 октября 2008). «Надежные расчеты электронной структуры для слабых нековалентных взаимодействий в кластерах». In Lipkowitz, Kenny B .; Кундари, Томас Р. (ред.). Обзоры по вычислительной химии . 26 . Джон Вили и сыновья. С. 39–90. DOI : 10.1002 / 9780470399545.ch2 . ISBN 9780470399545.
^ Махан, Джеральд Д. (2009). В двух словах о квантовой механике . Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-13713-7. OCLC 226037727 .
↑ А.А. Абрикосов; Л.П. Горьков; И.Е. Дзялошинский (1963–1975). Методы квантовой теории поля в статистической физике . Dover Publications . ISBN 978-0-486-63228-5.Глава 6 Электромагнитное излучение в поглощающей среде
^ Хубер, Фердинанд; Бервангер, Джулиан; Полеся, Светлана; Маньковский, Сергей; Эберт, Губерт; Гиссибль, Франц Дж. (12 сентября 2019 г.). «Образование химической связи, показывающее переход от физической адсорбции к хемосорбции». Наука . Американская ассоциация развития науки (AAAS). 366 (6462): 235–238. DOI : 10.1126 / science.aay3444 . ISSN 0036-8075 .
^ Для дальнейшего исследования можно обратиться к работе Университета Сент-Эндрюса о левитации в популярной статье: Научный журнал: Новый способ левитации обнаруженных объектов и в более научной версии: Леонхардт, Ульф; Филбин, Томас Г. (2007). «Квантовая левитация левыми метаматериалами». Новый журнал физики . 9 (8): 254. arXiv : Quant-ph / 0608115 . Bibcode : 2007NJPh .... 9..254L . DOI : 10,1088 / 1367-2630 / 9/8/254 . S2CID 463815 . , которые связывают эффект Казимира с гекконом и то, как обращение эффекта Казимира может привести к физической левитации крошечных объектов.
^ Дзялошинский, И.Е .; Лифшиц Е.М.; Питаевский, Лев П (1961). «Общая теория сил Ван-дер-Ваальса». Успехи советской физики . 4 (2): 153. Полномочный код : 1961СвФУ ... 4..153Д . DOI : 10.1070 / PU1961v004n02ABEH003330 .
^ Zheng, Y .; Нараянасвами, А. (2011). "Теория Лифшица ван-дер-Ваальсова давления в диссипативных средах". Phys. Rev. A . 83 (4): 042504. arXiv : 1011.5433 . Bibcode : 2011PhRvA..83d2504Z . DOI : 10.1103 / PhysRevA.83.042504 . S2CID 64619547 .
^ Сетхи, MS; Сатаке, М. (1992). Химическая связь . Нью-Дели: Издательство Discovery. ISBN 978-81-7141-163-4. OCLC 912437861 .
Перейти ↑ Schneider, Hans-Jörg (2015). «Дисперсионные взаимодействия в комплексах растворов». Счета химических исследований . 48 (7): 1815–1822. DOI : 10.1021 / acs.accounts.5b00111 . PMID 26083908 .
^ ХК Гамакера, Physica, 4 (10), 1058-1072 (1937)
^ F. Лондон, Сделки Общества Фарадея, 33, 8–26 (1937)
↑ Р. Тэдмор (март 2001 г.). «Энергия взаимодействия Лондона – Ван-дер-Ваальса между объектами различной геометрии». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (9): L195 – L202. Bibcode : 2001JPCM ... 13L.195T . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 13/9/101 .
^ Israelachvili Дж (1985-2004). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-375181-2.
^ В. А. Parsegian (2006). Силы Ван-дер-Ваальса: Справочник для биологов, химиков, инженеров и физиков . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-83906-8.
^ Е. М. Лифшиц, Советская физ. ЖЭТФ, 2, 73 (1956)
^ D. Langbein, Phys. Ред. B, 2, 3371 (1970)
^ Б. В. Дерягин, Коллоид-Z., 69, 155-64 (1934)
^ Рассел, Энтони П .; Хайэм, Тимоти. Э. (2009). «Новый взгляд на цепляние у гекконов: наклон, а не субстрат, запускает развертывание адгезивной системы» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 276 (1673): 3705–3709. DOI : 10.1098 / rspb.2009.0946 . ISSN 0962-8452 . PMC 2817305 . PMID 19656797 .
↑ Осень, Келлар; Ситти, Метин; Liang, Yiching A .; Питти, Энн М .; Хансен, Венди Р .; Спонберг, Саймон; Кенни, Томас У .; Опасаясь, Рональд; Исраэлашвили, Яков Н .; Полный, Роберт Дж. (2002). «Доказательства Ван-дер-Ваальсовой адгезии в щетинках геккона» . Труды Национальной академии наук . 99 (19): 12252–6. Bibcode : 2002PNAS ... 9912252A . DOI : 10.1073 / pnas.192252799 . PMC 129431 . PMID 12198184 .
^ Хубер, Геррит; Манц, Хуберт; Споленак, Ральф; Меке, Клаус; Джейкобс, Карин; Горб, Станислав Н .; Арцт, Эдуард (2005). «Доказательства вкладов капиллярности в адгезию гекконов из наномеханических измерений с помощью одного шпателя» . Труды Национальной академии наук . 102 (45): 16293–6. Bibcode : 2005PNAS..10216293H . DOI : 10.1073 / pnas.0506328102 . PMC 1283435 . PMID 16260737 .
^ Чен, Бен; Гао, Хуацзянь (2010). «Альтернативное объяснение влияния влажности на адгезию гекконов: уменьшение жесткости увеличивает адгезию на шероховатой поверхности». Int JAppl Mech . 2 : 1–9. Bibcode : 2010IJAM ... 02 .... 1C . DOI : 10.1142 / s1758825110000433 .
^ Путхофф, Джонатан Б .; Prowse, Майкл С .; Уилкинсон, Мэтт; Осень, Келлар (2010). «Изменения свойств материалов объясняют влияние влажности на адгезию гекконов» . J Exp Biol . 213 (21): 3699–3704. DOI : 10,1242 / jeb.047654 . PMID 20952618 .
^ Prowse, Майкл S .; Уилкинсон, Мэтт; Путхофф, Майкл; Майер, Джордж; Осень, Келлар (февраль 2011 г.). «Влияние влажности на механические свойства щетинок геккона». Acta Biomaterialia . 7 (2): 733–738. DOI : 10.1016 / j.actbio.2010.09.036 . PMID 20920615 .
^ Изади, H .; Стюарт, KME; Пенлидис, А. (9 июля 2014 г.). «Роль контактной электризации и электростатических взаимодействий в адгезии гекконов» . Журнал Интерфейса Королевского общества . 11 (98): 20140371. DOI : 10.1098 / rsif.2014.0371 . PMC 4233685 . PMID 25008078 . Мы продемонстрировали, что именно электростатические взаимодействия, вызванные КЭ, определяют силу адгезии гекконов, а не Ван-дер-Ваальсовы или капиллярные силы, которые традиционно считаются основным источником адгезии гекконов.
^ Steenhuysen, Джули (8 октября 2008). «Клей, напоминающий геккона, пока что считается самым липким» . Рейтер . Проверено 5 октября +2016 .
↑ Quick, Даррен (6 ноября 2011 г.). «Биологически вдохновленную клейкую ленту можно использовать тысячи раз» . Новый Атлас . Проверено 5 октября +2016 .
^ Сюй, Пин Юань; Ge, Liehui; Ли, Сяопэн; Старк, Алисса Ю.; Wesdemiotis, Chrys; Niewiarowski, Peter H .; Дхиноджвала, Али (24 августа 2011 г.). «Прямые доказательства фосфолипидов в следах геккона и на границе контакта шпатель-субстрат, обнаруженные с помощью поверхностно-чувствительной спектроскопии» . Журнал Интерфейса Королевского общества . 9 (69): 657–664. DOI : 10,1098 / rsif.2011.0370 . ISSN 1742-5689 . PMC 3284128 . PMID 21865250 .
^ Кесель, Антония Б .; Мартин, Эндрю; Зайдл, Тобиас (19 апреля 2004 г.). «Получение контроля над прикреплением пауков: подход АСМ к адгезии микроструктуры у членистоногих». Умные материалы и конструкции . 13 (3): 512–518. Bibcode : 2004SMaS ... 13..512K . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 13/3/009 . ISSN 0964-1726 .
^ Вольф, Джонас О.; Горб, Станислав Н. (7 января 2012 г.). «Влияние влажности на прикрепляющую способность паука Philodromus dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества B . 279 (1726): 139–143. DOI : 10.1098 / rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .
^ Эндрю Tarantola (июнь 2014). «Перчатки DARPA в стиле гекконов позволяют любому взбираться по плоским стенам» . Gizmodo . Проверено 5 октября +2016 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Бревик, Ивер; Марачевский, В.Н.; Милтон, Кимбалл А. (1999). «Идентичность силы Ван-дер-Ваальса и эффекта Казимира и несоответствие этих явлений сонолюминесценции». arXiv : hep-th / 9901011 .
Дзялошинский, ИД; Лифшиц Е.М.; Питаевский, Лев П. (1961). "Общая теория ван-дер-ваальсовых сил" [Общая теория сил Ван-дер-Ваальса] (PDF) . Успехи физических наук . 73 (381).
- Английский перевод: Дзялошинский, И.Д .; Лифшиц Е.М.; Питаевский, Л.П. (1961). «Общая теория сил Ван-дер-Ваальса». Успехи советской физики . 4 (2): 153. Полномочный код : 1961СвФУ ... 4..153Д . DOI : 10.1070 / PU1961v004n02ABEH003330 .
Ландау, ЛД; Лифшиц Е.М. (1960). Электродинамика сплошных сред . Оксфорд: Пергамон. С. 368–376 .
Лангбейн, Дитер (1974). Теория притяжения Ван-дер-Ваальса . Тракты Спрингера в современной физике. 72 . Нью-Йорк, Гейдельберг: Springer-Verlag.
Леферс, Марк. «Сила дисперсии Ван-дер-Ваальса» . Глоссарий наук о жизни . Holmgren Lab.
Лифшиц, Э.М. (1955). «Русское название отсутствует» [Теория молекулярных сил притяжения между твердыми телами]. Журнал экспериментальной и теоретической физики . 29 (1): 94.
- Английский перевод: Лифшиц Е.М. (январь 1956 г.). "Теория молекулярных сил притяжения между твердыми телами" (PDF) . Советская физика . 2 (1): 73.
«Лондонская силовая анимация» . Межмолекулярные силы . Университет Западного Орегона.
Ликлема, Дж. Основы интерфейсной и коллоидной науки . п. 4.43.
Исраэлачвили, Яков Н. (1992). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 9780123751812.

Внешние ссылки [ править ]

Сенезе, Фред (1999). "Что такое силы Ван-дер-Ваальса?" . Фростбургский государственный университет . Проверено 1 марта 2010 года . Вводное описание силы Ван-дер-Ваальса (только как сумма компонентов притяжения)
«Роберт Фулл: Учимся на хвосте геккона» . TED . 1 февраля 2009 . Проверено 5 октября +2016 . TED Разговор о биомимикрии, в том числе о применении силы Ван-дер-Ваальса.
Wolff, JO; Горб, С.Н. (18 мая 2011 г.). «Влияние влажности на прикрепляющую способность паука Philodromus dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 279 (1726): 139–143. DOI : 10.1098 / rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .

[1] Гарретт, Реджинальд Х .; Гришем, Чарльз М. (2016). Биохимия (6-е изд.). Университет Вирджинии. С. 12–13.

[2] Климчицкая, ГЛ; Мостепаненко В.М. (июль 2015 г.). «Силы Казимира и Ван-дер-Ваальса: достижения и проблемы». Известия Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (517): 41–65. arXiv : 1507.02393 . DOI : 10.5862 / PROC.516.4 . S2CID 119270219 .

[3] Tschumper, Грегори С. (20 октября 2008). «Надежные расчеты электронной структуры для слабых нековалентных взаимодействий в кластерах». In Lipkowitz, Kenny B .; Кундари, Томас Р. (ред.). Обзоры по вычислительной химии . 26 . Джон Вили и сыновья. С. 39–90. DOI : 10.1002 / 9780470399545.ch2 . ISBN 9780470399545.

[4] Махан, Джеральд Д. (2009). В двух словах о квантовой механике . Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-13713-7. OCLC 226037727 .

[Abrikosov-5] А.А. Абрикосов; Л.П. Горьков; И.Е. Дзялошинский (1963–1975). Методы квантовой теории поля в статистической физике . Dover Publications . ISBN 978-0-486-63228-5.Глава 6 Электромагнитное излучение в поглощающей среде

[Huber_Berwanger_Polesya_Mankovsky_pp._235–238-6] Хубер, Фердинанд; Бервангер, Джулиан; Полеся, Светлана; Маньковский, Сергей; Эберт, Губерт; Гиссибль, Франц Дж. (12 сентября 2019 г.). «Образование химической связи, показывающее переход от физической адсорбции к хемосорбции». Наука . Американская ассоциация развития науки (AAAS). 366 (6462): 235–238. DOI : 10.1126 / science.aay3444 . ISSN 0036-8075 .

[7] Для дальнейшего исследования можно обратиться к работе Университета Сент-Эндрюса о левитации в популярной статье: Научный журнал: Новый способ левитации обнаруженных объектов и в более научной версии: Леонхардт, Ульф; Филбин, Томас Г. (2007). «Квантовая левитация левыми метаматериалами». Новый журнал физики . 9 (8): 254. arXiv : Quant-ph / 0608115 . Bibcode : 2007NJPh .... 9..254L . DOI : 10,1088 / 1367-2630 / 9/8/254 . S2CID 463815 . , которые связывают эффект Казимира с гекконом и то, как обращение эффекта Казимира может привести к физической левитации крошечных объектов.

[8] Дзялошинский, И.Е .; Лифшиц Е.М.; Питаевский, Лев П (1961). «Общая теория сил Ван-дер-Ваальса». Успехи советской физики . 4 (2): 153. Полномочный код : 1961СвФУ ... 4..153Д . DOI : 10.1070 / PU1961v004n02ABEH003330 .

[9] Zheng, Y .; Нараянасвами, А. (2011). "Теория Лифшица ван-дер-Ваальсова давления в диссипативных средах". Phys. Rev. A . 83 (4): 042504. arXiv : 1011.5433 . Bibcode : 2011PhRvA..83d2504Z . DOI : 10.1103 / PhysRevA.83.042504 . S2CID 64619547 .

[Sethi_1992-10] Сетхи, MS; Сатаке, М. (1992). Химическая связь . Нью-Дели: Издательство Discovery. ISBN 978-81-7141-163-4. OCLC 912437861 .

[11] Перейти ↑ Schneider, Hans-Jörg (2015). «Дисперсионные взаимодействия в комплексах растворов». Счета химических исследований . 48 (7): 1815–1822. DOI : 10.1021 / acs.accounts.5b00111 . PMID 26083908 .

[12] ХК Гамакера, Physica, 4 (10), 1058-1072 (1937)

[13] F. Лондон, Сделки Общества Фарадея, 33, 8–26 (1937)

[14] Р. Тэдмор (март 2001 г.). «Энергия взаимодействия Лондона – Ван-дер-Ваальса между объектами различной геометрии». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (9): L195 – L202. Bibcode : 2001JPCM ... 13L.195T . DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 13/9/101 .

[15] Israelachvili Дж (1985-2004). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-375181-2.

[16] В. А. Parsegian (2006). Силы Ван-дер-Ваальса: Справочник для биологов, химиков, инженеров и физиков . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-83906-8.

[17] Е. М. Лифшиц, Советская физ. ЖЭТФ, 2, 73 (1956)

[18] D. Langbein, Phys. Ред. B, 2, 3371 (1970)

[19] Б. В. Дерягин, Коллоид-Z., 69, 155-64 (1934)

[RussellHigham2009-20] Рассел, Энтони П .; Хайэм, Тимоти. Э. (2009). «Новый взгляд на цепляние у гекконов: наклон, а не субстрат, запускает развертывание адгезивной системы» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 276 (1673): 3705–3709. DOI : 10.1098 / rspb.2009.0946 . ISSN 0962-8452 . PMC 2817305 . PMID 19656797 .

[21] Осень, Келлар; Ситти, Метин; Liang, Yiching A .; Питти, Энн М .; Хансен, Венди Р .; Спонберг, Саймон; Кенни, Томас У .; Опасаясь, Рональд; Исраэлашвили, Яков Н .; Полный, Роберт Дж. (2002). «Доказательства Ван-дер-Ваальсовой адгезии в щетинках геккона» . Труды Национальной академии наук . 99 (19): 12252–6. Bibcode : 2002PNAS ... 9912252A . DOI : 10.1073 / pnas.192252799 . PMC 129431 . PMID 12198184 .

[22] Хубер, Геррит; Манц, Хуберт; Споленак, Ральф; Меке, Клаус; Джейкобс, Карин; Горб, Станислав Н .; Арцт, Эдуард (2005). «Доказательства вкладов капиллярности в адгезию гекконов из наномеханических измерений с помощью одного шпателя» . Труды Национальной академии наук . 102 (45): 16293–6. Bibcode : 2005PNAS..10216293H . DOI : 10.1073 / pnas.0506328102 . PMC 1283435 . PMID 16260737 .

[23] Чен, Бен; Гао, Хуацзянь (2010). «Альтернативное объяснение влияния влажности на адгезию гекконов: уменьшение жесткости увеличивает адгезию на шероховатой поверхности». Int JAppl Mech . 2 : 1–9. Bibcode : 2010IJAM ... 02 .... 1C . DOI : 10.1142 / s1758825110000433 .

[24] Путхофф, Джонатан Б .; Prowse, Майкл С .; Уилкинсон, Мэтт; Осень, Келлар (2010). «Изменения свойств материалов объясняют влияние влажности на адгезию гекконов» . J Exp Biol . 213 (21): 3699–3704. DOI : 10,1242 / jeb.047654 . PMID 20952618 .

[25] Prowse, Майкл S .; Уилкинсон, Мэтт; Путхофф, Майкл; Майер, Джордж; Осень, Келлар (февраль 2011 г.). «Влияние влажности на механические свойства щетинок геккона». Acta Biomaterialia . 7 (2): 733–738. DOI : 10.1016 / j.actbio.2010.09.036 . PMID 20920615 .

[26] Изади, H .; Стюарт, KME; Пенлидис, А. (9 июля 2014 г.). «Роль контактной электризации и электростатических взаимодействий в адгезии гекконов» . Журнал Интерфейса Королевского общества . 11 (98): 20140371. DOI : 10.1098 / rsif.2014.0371 . PMC 4233685 . PMID 25008078 . Мы продемонстрировали, что именно электростатические взаимодействия, вызванные КЭ, определяют силу адгезии гекконов, а не Ван-дер-Ваальсовы или капиллярные силы, которые традиционно считаются основным источником адгезии гекконов.

[27] Steenhuysen, Джули (8 октября 2008). «Клей, напоминающий геккона, пока что считается самым липким» . Рейтер . Проверено 5 октября +2016 .

[28] Quick, Даррен (6 ноября 2011 г.). «Биологически вдохновленную клейкую ленту можно использовать тысячи раз» . Новый Атлас . Проверено 5 октября +2016 .

[HsuGe2011-29] Сюй, Пин Юань; Ge, Liehui; Ли, Сяопэн; Старк, Алисса Ю.; Wesdemiotis, Chrys; Niewiarowski, Peter H .; Дхиноджвала, Али (24 августа 2011 г.). «Прямые доказательства фосфолипидов в следах геккона и на границе контакта шпатель-субстрат, обнаруженные с помощью поверхностно-чувствительной спектроскопии» . Журнал Интерфейса Королевского общества . 9 (69): 657–664. DOI : 10,1098 / rsif.2011.0370 . ISSN 1742-5689 . PMC 3284128 . PMID 21865250 .

[KeselMartin2004-30] Кесель, Антония Б .; Мартин, Эндрю; Зайдл, Тобиас (19 апреля 2004 г.). «Получение контроля над прикреплением пауков: подход АСМ к адгезии микроструктуры у членистоногих». Умные материалы и конструкции . 13 (3): 512–518. Bibcode : 2004SMaS ... 13..512K . DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 13/3/009 . ISSN 0964-1726 .

[31] Вольф, Джонас О.; Горб, Станислав Н. (7 января 2012 г.). «Влияние влажности на прикрепляющую способность паука Philodromus dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества B . 279 (1726): 139–143. DOI : 10.1098 / rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .

[32] Эндрю Tarantola (июнь 2014). «Перчатки DARPA в стиле гекконов позволяют любому взбираться по плоским стенам» . Gizmodo . Проверено 5 октября +2016 .

[1]